Кирилл Лавров родился в Ленинграде 15 сентября 1925 года и был крещён в храме Леушинского подворья в Озёрном переулке. Его дед, Сергей Васильевич Лавров, был директором гимназии Императорского Гуманитарного общества в Санкт-Петербурге, после революции 1917 года эмигрировал в Белград, где похоронен после смерти в 1934 году. Бабушка Елизавета Акимовна Лаврова, отказалась эмигрировать и осталась в Петрограде с детьми, помогая Юрию Лаврову, отцу будущего артиста Кирилла Лаврова, начать карьеру в Большом драматическом театре. С 1919 года по 1937 год отец Кирилла Лаврова Юрий Сергеевич Лавров работал в БДТ и других ленинградских театрах, костюмы для него шили по эскизам знаменитого театрального художника Александра Бенуа. Мать Кирилла Лаврова, Ольга Ивановна Гудим-Левкович (1903-1967), была актрисой в Петрограде — Ленинграде, работала на сцене и на радио. Семья Лавровых жила в Ленинграде до середины 1930-х годов. После убийства Кирова начались чистки и преследования ленинградской интеллигенции, был арестован и сослан в лагеря руководитель БДТ Алексей Дикий. Юрий и Ольга Лавровы уехали из Ленинграда в Киев, где впоследствии Юрий Лавров стал одним из ведущих артистов Киевского русского театра имени Леси Украинки.
Во время Великой Отечественной войны Кирилл Лавров был в эвакуации в Кировской области и Новосибирске, подростком работал в совхозе, токарем на заводе № 352 Наркомата боеприпасов. В начале 1943 года в возрасте 17 лет он добровольцем ушёл в армию. С 1943 по 1950 год служил в армии: учился в Астраханской военно-авиационной школе механиков, затем пять лет служил техником на одном из Курильских островов, обслуживал пикирующие бомбардировщики «Пе-2». В армии, на острове Итуруп, Кирилл Лавров участвовал в любительских спектаклях, поставленных в армейском клубе.
Театрального образования Кирилл Лавров не имел, из-за войны он даже не окончил школу и не имел аттестата зрелости, поэтому получил отказы при поступлении в московские театральные училища. После демобилизации приехал к отцу в Киев и поступил на должность артиста-стажёра в труппу киевского театра русской драмы имени Леси Украинки. В течение пяти лет под руководством отца Кирилл Лавров осваивал актёрское мастерство, выходя на сцену вместе с отцом в нескольких спектаклях. Особую помощь в образовании и становлении Кирилла Лаврова как актёра оказал руководитель киевского театра русской драмы имени Леси Украинки, Константин Павлович Хохлов, который работал ещё с Константином Сергеевичем Станиславским.
В 1955 году Кирилл Лавров переехал в Ленинград и поступил в труппу Академического Большого драматического театра имени М. Горького, руководителем которого был назначен учитель Лаврова Константин Павлович Хохлов. В 1956 году, после смерти Константина Хохлова, БДТ возглавил Георгий Александрович Товстоногов. Кирилл Лавров работал под руководством Товстоногова с 1956 по 1989 год. Принимал участие в постановках Г. А. Товстоногова «Пять вечеров», «Горе от ума», «Океан», «Мещане», «Ревизор», «Три сестры».
Карьеру в кино Кирилл Лавров начал в 1955 году с фильма «Васёк Трубачев и его товарищи». Первую главную роль сыграл в фильме «Ссора в Лукашах» (1959), снятом на киностудии Ленфильм. Снимался в главных ролях в кинофильмах «Живые и мёртвые», «Братья Карамазовы», «Укрощение огня», «Доверие», «Стакан воды», «Мой ласковый и нежный зверь», «Мастер и Маргарита», «Бандитский Петербург» часть 1 "Юрка Барон" (телесериал). Как режиссёр совместно с Михаилом Ульяновым снял вторую и третью серии фильма «Братья Карамазовы» (первую снимал И. А. Пырьев, но он скончался во время съёмок фильма).
Был удостоен Ленинской премии за воплощение образа Ленина в советском кинематографе и театре на протяжении ряда лет (1976—1982). Был удостоен Государственной премии РСФСР и премии кинофестиваля в Карловых Варах за исполнение главной роли в фильме «Укрощение огня».
Кирилл Лавров стал заметной политической фигурой в жизни СССР и России. Вступил в КПСС в 1946 году. Неоднократно избирался депутатом Верховного Совета СССР. Народный депутат СССР (1989—1991) от Союза театральных деятелей СССР. Возглавлял Ленинградское отделение Всесоюзного театрального общества и Союза театральных деятелей СССР. Президент Международной конфедерации театральных союзов (с 1992 года).
После смерти Георгия Товстоногова по решению коллектива стал художественным руководителем АБДТ (с 1992 по 2007 год). Кирилл Лавров оказывал серьёзное влияние на государственные решения Правительства СССР и России в области кино и театрального искусства.
С детства увлекался спортом. Имел 1-й юношеский разряд по гимнастике, прекрасно ходил на лыжах, в молодости замечательно фехтовал. Болел за «Зенит» и много лет был капитаном футбольной команды БДТ.
Собрал большую домашнюю библиотеку по истории России и Петербурга.
Жена — Николаева Валентина Александровна. Сын — Лавров Сергей Кириллович (1955 г.р.). Дочь — Лаврова Мария Кирилловна (1965 г.р.). Внучка — Семёнова Ольга Владимировна.
27 сентября 2006 года Кирилл Юрьевич Лавров был госпитализирован в клинику усовершенствования врачей при Военно-медицинской академии Петербурга. По некоторым данным, врачи приняли решение о проведении срочной операции. Врач добавил, что здоровью Лаврова ничего не угрожает. Последний раз актер появился на ТВ во время похорон Михаила Ульянова, то есть ровно за месяц до кончины. Его словами у гроба коллеги по кино и близкого друга были: "Прощай брат". Кирилл Лавров скончался 27 апреля 2007 в Санкт-Петербурге от лейкемии в клинике Военно-медицинской академии. Отпевание состоялось в храме Леушинского подворья. Похоронен рядом с женой на Богословском кладбище в Санкт-Петербурге.
