Роден в гр. Битоля. Завършва славянска филология в Историко-филологическия факултет на СУ (1927). Специализация по славянска филология в Краков, Полша (1925-1926). Асистент в СУ (1929). Хоноруван доцент (1936). Редовен доцент (1937). Извънреден професор (1941). Редовен професор (1946). Член-кореспондент на БАН (1945). Директор на Института по славянска филология към Историко-филологическия факултет на СУ (1940-1949), Ръководител на Катедрата по български език (1950-1975). Завеждащ Секцията по история на българския език в Института за български език на БАН (1951-1975) и на Секцията по диалектология (1970-1975). Председател на Кирило-Методиевската комисия при Президиума на БАН. Член на комисията за Славянски лингвистичен атлас при Международния комитет на славистите. Дългогодишен редактор на сп. “Български език”, на поредиците “Известия на Института за български език”, “Трудове по българска диалектология”, “Българска диалектология. Материали и проучвания” и на редица научни сборници. Най-значителен е приносът на Кирил Мирчев в областта на историята на бълг. език. Многобройни са изследванията му върху фонетиката, морфологията, синтаксиса и лексиката, върху балканския характер на някои бълг. езикови явления, върху принципни въпроси на историческия развой на българския език: периодизация, проблематика, перспективи на изследванията. Области на основните научни интереси: история на българския език, история на българските диалекти, изследване и издаване на български исторически паметници. Отличия: Лауреат на Димитровска награда (1959), ордени “Кирил и Методий” II ст. (1957), I ст. (1963), “Червено знаме на труда” (1963), “Народна република България” III ст. (1972).