Кирил Вълчев е роден на 24 май 1973 г. в София. Завършил е Националната гимназия за древни езици и култури „Константин-Кирил Философ“ и право в Софийския университет „Св. Климент Охридски“. Има специализация по радио-мениджмънт в „Дойче Веле“ в Кьолн, бил е стипендиант на „Джърман Маршъл Фонд“ в САЩ и е специализирал в българската секция на Би Би Си в Лондон.
Вълчев е дългогодишен автор и водещ на публицистичните предавания „Седмицата“ и „Годината“ по „Дарик радио“. От 2000 до 2004 г. е хоноруван асистент по гражданско право в Софийския университет, а от 2005 г. е управляващ съдружник в адвокатско дружество, специализирано в медийното право и интелектуалната собственост.
Той е сред хората, участвали активно в законодателното уреждане на статута на БТА, като е бил правен консултант при подготовката на проектите на Закона за БТА през 2003 и 2011 г.
На 27 януари 2021 г. Вълчев беше избран за генерален директор на БТА от 44-ото Народно събрание без нито един глас „против“ или „въздържал се“. В края на 2025 г. парламентът го преизбра единодушно за втори петгодишен мандат начело на агенцията със 170 гласа „за“.
