Кирил Димчев е роден на 28.09.1935 г. в град Хасково. Завършва българска филология в СУ „Св. Климент Охридски“ през 1958 г. С конкурс е избран за асистент по методика на обучението по български език (1961), за доцент (1972), за професор (1991) по същата дисциплина. Специализирал е в Международния център за педагогически проучвания в Париж (1972-1973) и в Московския държавен педагогически институт (1976). Бил е ръководител на Катедрата по методика към Факултета по славянски филологии (1973-1978; 1989-1993; 1996-2001). Преподава съвременен български език в ИЧС - София (1976-1977) и методика на обучението по български език в ШУ „Епископ Константин Преславски“ (1981-1985). Бил е научен ръководител на 5 докторанти и на повече от 100 студенти дипломанти и учители специализанти. Работил е като лектор по български език в университетите в Букурещ (1964-1966) и в Страсбург (1978-1981). Два мандата (1992-2000) е член на СНС по педагогика на ВАК. Научната му продукция включва над 400 заглавия (на български, руски, чешки и румънски език). Изследванията на автора са по проблеми на: методиката на обучението по български език, диалектологията, социолингвистиката, стилистиката, теорията на езиковите контакти. Съавтор е на учебни програми по български език за СОУ (1992, 2003) и на „Държавно образователно изискване за усвояване на книжовния български език“ (2005). Ръководител е на колективи за написване на учебници и учебни помагала по български език (5.-12. клас), сборници с тестови задачи, методически ръководства за учители, учебни помагала за студенти и пр. Участва в редакционните колегии на: библиотека „Родна реч омайна“ (от 1972), сп. „Български език и литература“ (от 1976), сп. „Образование“ (от 2004). През 2011 г. е отличен от Съюза на учените в България за високи научни постижения в хуманитаристиката.