Кирилл Семенов родился 27 октября 1994 года в городе Омск. Является воспитанником омской Детско-Юношеской Спортивной Школы по хоккею. Тренировали юного спортсмена - Виктор Поварницын и Игорь Семенов. Принимал непосредственное участие в различных детских и юношеских турнирах, первенствах и чемпионатах.
Профессиональную спортивную карьеру, молодой нападающий начал в начале сентября 2012 года, в составе хоккейного клуба «Омские Ястребы», выступающего в Молодежной Хоккейной Лиге. В августе 2013 года, Кирилл Семенов в составе «Омских Ястребов» выиграл молодежный чемпионат мира среди клубных команд.
В сентябре 2013 года, в матче против «Северстали» Семенов дебютировал в первенстве Континентальной Хоккейной Лиги в составе хоккейного клуба «Авангард». Первый гол в КХЛ, заброшен Семеновым в сентябре 2014 года в ворота Томаша Пепперле хоккейного клуба «Сочи» из одноименного города. Сезон 2016 -2017 года, хоккеист провел защищая цвета новокузнецкого «Металлурга».
В июне 2017 года, форвард подписал контракт с омской командой КХЛ «Авангард». На начало сезона 2017 - 2018 года, Семенов Кирилл является нападающим хоккейного клуба Континентальной Хоккейной Лиги «Авангард» города Омск.