К. Ю. 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 умер и был похоронен в 1934 году. Бабушка Елизавета Акимовна Лаврова, отказалась эмигрировать и осталась в Петрограде с детьми, помогая Юрию Лаврову, отцу Кирилла Лаврова, начать карьеру в Большом драматическом театре. С 1919 года по 1937 год отец Кирилла Лаврова Ю. С. Лавров работал в БДТ и других ленинградских театрах, костюмы для него шили по эскизам знаменитого театрального художника А. Н. Бенуа. Мать Кирилла Лаврова, О. И. 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 С. М. Кирова начались чистки и преследования ленинградской интеллигенции, был арестован и сослан в лагеря руководитель БДТ А. Д. Дикий. В то страшное время Кирилл Лавров остался с бабушкой, а родители, 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. Член ВКП(б) с 1946 года. В 1943—1950 годах служил в Советской 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 он 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, К. П. Хохлов, который работал ещё с К. С. 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 К. П. Хохлов. В 1956 году после его смерти БДТ возглавил Г. А. 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 «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).
Кирилл Лавров был заметной политической фигурой в жизни СССР и России. Депутат ВС СССР 10—11 созывов. Народный депутат СССР (1989—1991) от Союза театральных деятелей СССР. Возглавлял Ленинградское отделение Всесоюзного театрального общества и Союза театральных деятелей СССР. После смерти Георгия Товстоногова по решению коллектива стал художественным руководителем АБДТ (1990—2007). Возглавлял (вместе с Олегом Николаевичем Ефремовым) Международную конфедерацию театральных союзов (с 1992 года).
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 — Валентина Александровна Николаева. Сын — Сергей Кириллович Лавров (1955 г. р.). Дочь — Мария Кирилловна Лаврова (1965 г. р.). Внучка — Ольга Владимировна Семёнова.
27 сентября 2006 года Кирилл Юрьевич Лавров был госпитализирован в клинику усовершенствования врачей при ВМА Петербурга. По некоторым данным, врачи приняли решение о проведении срочной операции. Врач добавил, что здоровью Лаврова ничего не угрожает.
Последний раз актёр появился на ТВ во время похорон М. А. Ульянова, то есть ровно за месяц до кончины. Кирилл Лавров скончался 27 апреля 2007 года в Санкт-Петербурге от лейкемии в клинике Военно-медицинской академии им. С. М. Кирова. Отпевание состоялось в храме Леушинского подворья. Похоронен рядом с женой на Богословском кладбище в Санкт-Петербурге.