労働時間と残業代に関して

定時が9:00〜17:30で18:00まで仕事をした場合、
「お客様には0.5時間分残業代を請求するが、
従業員には残業代を支払わない」ということは、
違法ではないのでしょうか?

あくまで一般論となりますが、所定労働時間を超えて労働を行った以上、超過時間に対しては時間外手当が支給されなければ違法となります。
このことは、顧客に残業分も報酬を請求しているかどうかに関係なく発生する雇用主の義務となります。