Сын актёров театра-варьете Виктора Яковлевича Хенкина и Елизаветы (Лидии) Алексеевны Нелидовой, племянник народного артиста РСФСР Владимира Яковлевича Хенкина.
В раннем возрасте был увезён родителями за границу — сначала в Прагу, потом в Берлин и, наконец, в Париж.
В Париже в студенческие годы, по рекомендации Сергея Эфрона (мужа поэтессы Марины Ивановны Цветаевой), направляется на гражданскую войну в Испанию — воевать на стороне республиканцев. В то же время завербован в ИНО НКВД.
Перейдя Пиренеи, оказывается в 13-й интернациональной бригаде имени Домбровского, сформированной из польских добровольцев — шахтёров из Бельгии. Этот период его жизни довольно исчерпывающе отражён в одной из серий передачи «Свидетель века» (производство НТВ, режиссёр М. Кара-Мурза). К тому же времени относится его служба в специальном отряде подрывников и его знакомство с резидентом НКВД в Испании Александром Орловым (Львом Фельдбиным) («Швед», он же Никольский), интерес к деятельности которого Кирилл Викторович сохранил на всю жизнь (упоминание о его «побеге на Запад»-подлинном или мнимом - присутствуют во всех его публикациях).
По возвращении из Испании во Францию заканчивает университет Сорбонны (сравнительное литературоведение). В это время в Нью-Йорке на гастролях тяжело заболевает его отец, Виктор Яковлевич.
Кирилл с матерью едут в США, где по рекомендации приятеля устраивается на работу в экспериментальный Блэк-Маунтан Колледж (Black Mountain College) в Северной Каролине.
В 1940 году с матерью и отцом приезжает в Москву. Занимается переводами с французского и английского языков.
С началом войны начинает военную службу в Отдельной мотострелковой бригаде НКВД. Знакомится с Рудольфом Абелем и Вилли Фишером (тогда это были два разных человека). Дружбу с последним, ставшим легендарным разведчиком, Кирилл сохранит на оставшуюся жизнь и посвятит ему книгу «Охотник вверх ногами».
Кирилл должен быть отправлен в качестве офицера связи к Маршалу Тито. Внезапно заболев, Кирилл пропускает свой выпуск, сброшенный с парашютами в Югославию и полностью уничтоженный немцами.
В 1942 году Кирилл Хенкин попадает в Институт Военных Переводчиков, и, будучи зачислен в него курсантом, одновременно там же преподаёт французский язык.
После войны он получил работу во французской редакции Иновещания Московского Радио. Переводит пьесу Ж.Ануй "Жаворонок" и "Сенанкур" Обермана.
Работал в АПН и, позднее, в журнале «Проблемы мира и социализма» до 1968 года.
За участие в антисоветской демонстрации Кирилл и его жена, Ирина Каневская, были высланы из Праги в том же году. В начале 70-х годов готовится к отъезду на Запад. Получив отказ, разворачивает активную «выездную» деятельность — помогает Андрею Дмитриевичу Сахарову с переводом его выступлений на английский и французский (реже — испанский) языки, пишет в «Хронику текущих событий» и распространяет её, встречается с активистами Алии и западными политиками — сенатором США Генри Джексоном (Henry Martin «Scoop» Jackson), лордом Дженнером (Lord Janner of Braunstone) и т. п.
По приезде в Израиль отправляется в полугодовую лекционную поездку по США, а по возвращении в Тель-Авив становится внештатным корреспондентом Радио Свобода в Израиле.
Позже переезжает в Мюнхен и становится политическим комментатором этой радиостанции.
Ирина Хенкина (Каневская) — его жена и многолетний помощник — также начинает работу на радиостанции и продолжает работу вплоть до переезда станции в Прагу.
В Мюнхене Кирилл Хенкин пишет свои книги.
Много времени Кирилл Викторович уделял восстановлению старых «парижских» знакомств. В частности, он возобновил переписку со своей старинной приятельницей Верой Александровной Гучковой-Сувчинской-Трейл, Дмитрием Васильевичем Саземаном, ветеранами Интербригад, литераторами и артистами.
Последние годы жизни Кирилла Викторовича прошли в Мюнхене, на тихой улице Хохляйте, в обществе его жены и помощницы Ирины Семёновны Хенкиной(Каневской), смерть которой он пережил на полтора года.
Автор книг «Охотник вверх ногами», «Русские пришли», « Штрихи к царскоми портрету», «Андропов».
Первая — «Охотник вверх ногами», посвященная памяти его близкого друга Вилли Фишера(Рудольфа Абеля), также проливает свет на специфику работы НКВД-КГБ среди интеллектуальной элиты Запада и русских эмигрантов. Изданная издательством «Посев» в начале 80-х годов, книга имела заметный успех в Западной Европе и была переведена на французский, немецкий, и итальянский языки.
Вторая и третья — «Андропов» и, соответственно, «Штрихи к царскому портрету» — представляли собой попытки политического прогноза и не вызвали большого резонанса.
Четвёртая, и последняя, книга — «Русские пришли» — вызвала некоторый шок в среде русскоязычной эмиграции в Европе и Америке. Пользуясь материалами из открытых источников, Кирилл Викторович выстроил свою гипотезу о проникновении сперва российского Охранного отделения, а позже ОГПУ-НКВД-КГБ в эмигрантскую среду с последующей манипуляцией таковой в интересах КГБ и Советского (тогда) руководства.
Готовилось второе издание «Охотника..», с исправлениями и дополнениями. О некоторых своих сотрудниках Кирил Викторович намеревался написать с большей теплотой и терпимостью — например, о Михаиле Маклярском, бывшем кураторе «людей искусства» в НКВД, впоследствии плодовитом и успешном литераторе.
Погребён на мюнхенском кладбище.