Кирил Вълчев завършва с отличие Националната гимназия за древни езици и култури "Константин-Кирил Философ" през 1992 г. Дипломната му работа е на тема "Руски и украински старопечатни книги в библиотеката на Рилския манастир".

Докато е ученик в гимназията, между 1990 и 1992 г. работи като санитар във Второ вътрешно отделение на Четвърта градска болница в София, защото иска да стане лекар.

Магистър по право в Юридическия факултет на Софийския университет "Св. Климент Охридски", който завършва с отличие през 1998 г. Дипломната му работа е на тема "Правен режим на ценните книжа, фондовите борси и публичните дружества".

През 1995 г. завършва професионален курс по радио-мениджмънт в "Дойче Веле" в Кьолн, Германия.

През 2000 г. е стипендиант в Програмата за европейски лидери на "Джърман Маршъл Фонд" в Съединените американски щати.

През 2003 г. е на стаж в Българската секция на Би Би Си в Лондон, Великобритания.

От 1999 г. до избирането му за генерелeн директор на БТА на 27 януари 2021 г. е адвокат в Софийската адвокатска колегия.

На 27 януари 2021 г. е избран с петгодишен мандат за генерален директор на Българската телеграфна агенция (БТА) от XLIV народно събрание на Република България без нито един глас против или въздържал се. На 4 декември 2025 г. Народното събрание единодушно преизбира Кирил Вълчев за втори петгодишен мандат начело на БТА със 170 гласа "за" и нито един глас против или въздържал се.