Родился в Ростове-на-Дону.

Учился в физико-математической школе №5 Ростова-на-Дону, которую окончил с отличием.

В 1992 году - окончил факультет физики Ростовского государственного университета.

Еще будучи студентом, Серебренников занялся режиссурой: сначала в любительской студии «69», с 1990 года - на профессиональной сцене.

С 1994 года - работал в театрах Ростова-на-Дону.

Первая постановка в Москве - спектакль по пьесе Василия Сигарева «Пластилин» в Центре драматургии и режиссуры Алексея Казанцева и Михаила Рощина (2001). Спектакль имел большой успех, многократно представлял русский театр на международных театральных фестивалях.

Серебренников не раз работал и в музыкальном театре: «Фальстаф» Верди (Мариинский театр), «Золотой петушок» (Большой театр).

С 1991 года он начал работать на телевидении: сначала в телекомпании «Южный регион» (Ростов на Дону), потом в государственной Дон-ТР. Телеведущий каналов ТВ-3, СТС.

В 1998 году Кирилл Серебренников дебютировал в кино. Первой заметной работой режиссера стал сериал «Ростов-папа» (2001). Потом появились фильмы «Постельные сцены» (2003), «Рагин» (2004), «Изображая жертву» (2006), «Юрьев день» (2008) и др.

Фильмы «Рагин», «Изображая жертву» и «Юрьев день» отмечены призами российских и международных фестивалей.

Новая картина Серебренникова «Измена» в 2012 году вошла в конкурсную программу Венецианского кинофестиваля.

С 2008 года -  преподает в школе-студии МХАТ, являясь руководителем курса. Со своими студентами он создал «Седьмую студию» в рамках проекта «Платформа» в Центре современного искусства «Винзавод». В рамках проекта поставил спектакль "Отморозки" по роману Захара Прилепина «Санькя» (2011).

Серебренников также является одним из организаторов и арт-директоров фестиваля-школы «Территория».

7 августа 2012 года - стал художественным руководителем Московского драматического театра им. Гоголя.

Лауреат Национальной телевизионной премии «ТЭФИ» в номинации «Режиссура» (1999), лауреат молодежной премии «Триумф» (2001), премии Станиславского (2005), театральных премий «Чайка» (2002, 2007), «Хрустальная Турандот» (2004, 2005).

Спектакли Серебренникова не раз выдвигались на премию «Золотая маска». В 2006 году он получил специальную премию жюри «за создание ярких спектаклей в сезоне 2004-2005 годов», в 2012 году спектакль «Отморозки» объявлен лауреатом фестиваля «Золотая маска» в номинации «Драма / Спектакль малой формы», в этом же году режиссер был номинирован также за спектакль «Золотой Петушок» в Большом театре в номинации «Опера / Работа режиссера».