Родился 7 сентября 1969 года в Ростове-на-Дону.
В 1992 году с красным дипломом окончил физический факультет Ростовского государственного университета. Занимался режиссурой еще в студенческие годы: сначала в любительской студии «69», с 1990 года – на профессиональной сцене.
За семь лет поставил десять спектаклей во всех театрах Ростова-на-Дону: театре «Ангажемент», Академическом театре драмы имени М. Горького, Академическом театре юного зрителя. Постановки неоднократно признавались лучшими спектаклями сезонов и получали призы на Всероссийских Фестивалях.
С 1991 года также стал активно работать на телевидении: сначала в телекомпании «Южный регион», потом в ГТРК «Дон-ТР». За те же семь лет снял 11 видеоклипов, 2 документальных фильма, 4 телеспектакля, 1 видеоартовскую картину, 1 музыкальный телефильм, 3 многосерийных проекта: два – о музыке, третий – о кино, около 100 рекламных роликов.
С 1998 года также занимается кинематографом. Среди его работ – 6 художественных фильмов, 1 документальный и 4 сериала.
В 2006–2007 годах вел программу «Другое кино» на канале ТВ-3.
Входит в число учредителей и арт-директоров фестиваля современного искусства «Территория» 2006 года.
С 3 октября по 19 декабря 2007 года вел ток-шоу «Детали» на канале СТС.
В 2008 году набрал экспериментальный актерско-режиссерский курс в Школе-студии МХАТ. Из этого курса к выпускному 2012 году была сформирована «Седьмая студия», позже ставшая одним из резидентов «Гоголь-центра».
В 2011–2014 годах был художественным руководителем проекта «Платформа» в Центре современного искусства «Винзавод».
В августе 2012 года назначен департаментом культуры г. Москвы новым художественным руководителем Московского драматического театра имени Н. В. Гоголя. Вскоре после своего назначения Серебренников заявил о переформатировании театра в «Гоголь-центр» с тремя труппами-резидентами, программами кинопоказов, концертов, лекций и открытых дискуссий. «Гоголь-центр» был открыт 2 февраля 2013 года.
9 февраля 2021 года Кирилл Серебренников попрощался в соцсетях c труппой театра, опубликовав письмо от департамента культуры Москвы, извещающего об истечении срока договора с ним 25 февраля.
В декабре 2023 года канцлер Германии Олаф Шольц неожиданно посетил спектакль «Барокко» Серебренникова в Гамбурге, выпил вина и пообщался с россиянами.
Российский режиссер Кирилл Серебренников стал кавалером ордена Почетного легиона – высшей государственной награды Франции. Церемония награждения прошла в Париже.