Второй сын Великого Князя Владимира Александровича (брата Императора Александра III Миротворца) и Великой Княгини Марии Павловны (урожд. Принцессы Мекленбург-Шверинской) Кирилл родился 30 сентября/13 октября 1876 в Царском Селе.
В 1891 молодой Великий Князь поступил в Морской Кадетский Корпус, и с тех пор вся его военная служба оказалась связанной с морем. В 1897 поднял русский флаг над Порт-Артуром - русским военно-морским форпостом в Китайской Империи. С началом Русско-японской войны немедленно направился на театр военных действий. Возглавляя штаб командующего вице-адмирала С. Макарова, находился рядом с прославленным адмиралом на капитанском мостике эскадренного броненосца «Петропавловск», когда тот подорвался на японской мине и мгновенно затонул.
Практически вся команда броненосца погибла, но контуженный и обожженный Великий Князь Кирилл Владимирович, в числе немногих, сумел выплыть и продержаться на воде до прибытия помощи. Когда его заметили спасатели, он крикнул: «Со мною все в порядке, спасайте остальных!»Знаменательно, что чудесное спасение Кирилла Владимировича произошло 31 марта/13 апреля 1904, в день памяти священномученика Ипатия Епископа Гангрского - небесного покровителя костромского Свято-Троицкого Ипатьевского монастыря, в котором призвали на Царство первого Государя из Династии Романовых Михаила I.
Из-за последствий контузии Великий Князь Кирилл был вынужден временно оставить службу и выехать на лечение в Европу. 26 сентября/8 октября 1905 в Баварии он вступил в брак с Принцессой Викторией-Мелитой Великобританской и Ирландской и Саксен-Кобург-Готской (в Православии Викторией Феодоровной).
Поскольку первым супругом Виктории-Мелиты был родной брат Императрицы Александры Феодоровны, последняя первоначально отрицательно отнеслась к свадьбе. Император Николай II некоторое время отказывался признать брак Кирилла Владимировича. Но уже в 1907 Государь понял несправедливость этого решения и 15/28 июля своим Указом узаконил супружество Великого Князя Кирилла Владимировича и Великой Княгини Виктории Феодоровны.
Омраченные семейным разладом 1905 года отношения Великокняжеской Четы с Императорской Семьей полностью восстановились. Во время Первой Мировой Войны Великий Князь Кирилл Владимирович назначается в Штаб Верховного Главнокомандующего в военно-морской отдел. 23 февраля/7 марта 1916 Николай II произвел его в контр-адмиралы.
К моменту Февральской революции Кирилл Владимирович командовал Морским Гвардейским Экипажем. Восстание застало его в Петрограде. Вместе с дядей Великим Князем Павлом Александровичем Великий Князь Кирилл Владимирович, рискуя жизнью, предпринял мужественную попытку спасти Монархию и сохранить на Престоле своего двоюродного брата Императора Николая II.
Но его усилия не увенчались успехом из-за предательства части генералитета и вероломной политики Государственной Думы. Под тяжелым впечатлением отречения и ареста Императора Николая II и его Семьи подал в отставку и в июне переехал с беременной супругой и дочерями Марией и Кирой из Петрограда в Финляндию, где у него родился сын Владимир. После казни в 1918 году большевиками Императора Николая II, Наследника Цесаревича Алексея Николаевича и Великого Князя Михаила Александровича, то есть истребления всего мужского потомства Императора Александра III, права на престол перешли к потомкам Императора Александра II.
Старшим в династическом отношении среди них являлся Великий Князь Кирилл Владимирович. В 1922 году, еще не будучи уверенным в смерти своих предшественников в очереди престолонаследия, Великий Князь объявил себя Блюстителем Государева Престола.
Когда последние сомнения в отношении судьбы Царственных Мучеников рассеялись, в соответствии с Основными Государственными Законами Российской Империи Кирилл Владимирович 31 августа/13 сентября 1924 принял титул Императора Всероссийского в изгнании.
Кирилл I приложил немало усилий к облегчению положения русских эмигрантов, но в главном его взоры всегда были обращены к России. Государь решительно осуждал ставку на иностранную интервенцию и свято верил, что настанет день, когда народ сам свергнет коммунистический режим и вернется на свой исторический путь.
Свою главную задачу он видел в сохранении монархической государственной традиции и юридических основ Российского Императорского Дома, чтобы всегда был законный Преемник Всероссийских Императоров, воспитанный в Православной Вере и любви к Родине, готовый ответить на народный призыв, если народ России пожелает вернуть Монархию.
Злобная клевета цареубийц и предателей омрачала жизнь Императора Кирилла I, но он с твердой верой в Бога и сознанием своей миссии исполнял царское служение.
Выдающийся поэт русской эмиграции С. Бехтеев писал о нем:
На подвиг святой и великий
За Русь и за Веру Христа
Он вышел под буйные клики -
Слуга и Защитник Креста.
Он вышел без гнева, без страха,
Взывая к стыду бунтарей -
Наследник венца Мономаха
И барм Православных Царей.
И дрогнул в Кремле узурпатор,
И голос молвы подхватил:
Да здравствует наш Император!
Наш Царь Благоверный Кирилл!
С 1928 основное время Государь и его семья проводили в приобретенном ими поместье Кер-Аргонид в г. Сен-Бриак (Бретань). Тяжким ударом для Кирилла I стала кончина в 1936 Императрицы Виктории Феодоровны.
Последствия катастрофы 31 марта/13 апреля 1904 и тоска по Родине подтачивали силы Императора. В сентябре 1938 на ногах Государя появились признаки гангрены, остановить которую не удалось. Император Кирилл I почил накануне своего дня рождения, в госпитале г. Нейи-сюр-Сен под Парижем. 6/19 октября 1938 погребен рядом с супругой в Фамильном склепе Герцогов Саксен-Кобург-Готских в Кобурге, но завещал при первой же возможности перезахоронить его на Родине.
22 февраля/7 марта 1995 трудами Вдовствующей Великой Княгини Леониды Георгиевны прах Императора Кирилла I и Императрицы Виктории Феодоровны был перенесен в Родовую Усыпальницу Династии Романовых - Петропавловский собор Санкт-Петербурга. При вскрытии гробниц в Кобурге обнаружилось, что останки Государя нетленны.
В истории России Кирилл Владимирович навсегда останется Царем-Исповедником, в тяжелейших условиях сберегшим священные традиции православной законной монархии.
Во блаженном успении вечный покой подаждь, Господи, рабом Твоим Благочестивейшим Благоверным Государем Императору Кириллу Владимировичу и Великому Князю Владимиру Кирилловичу и сотвори им вечную память.