Кирилл Разумовский младший брат фаворита императрицы Елизаветы Петровны, Алексея Разумовского. Стремительная карьера брата, ставшего из простого малороссийского казака тайным супругом императрицы, повлекла за собой возвышение всего рода. В 1742 г. Кирилл вместе с матерью и сестрами был вызван в Санкт-Петербург, а в следующем году отправлен учиться за границу, имея уже звание камер-юнкера. Учился в Геттингенском и Берлинском университетах, в Кенигсберге и Страсбурге, успел посетить в это время Италию и Францию. Еще будучи за границей, получил в 1744 г., вместе с братом Алексеем, титул графа Российской империи, а в следующем году стал камергером. Проучившись за границей два года, возвратился в Россию европейски образованным человеком.
21 мая 1746 г., на девятнадцатом году жизни, Разумовский был назначен президентом Академии наук и награжден орденом св. Александра Невского. Женившись на родственнице императрицы, Екатерине Ивановне Нарышкиной, получил в приданое 44 тысячи крестьян. К 1748 г. он обладал уже чином подполковника лейб-гвардии Измайловского полка, был сенатором и генерал-адъютантом.
24 апреля 1750 г. Кирилл Разумовский был единогласно избран в Глухове в гетманы Украины. До этого, после смерти гетмана Апостола в 1734 г., Малороссия управлялась временной коллегией из 12 человек. Кроме гетманского звания, приравнивавшегося в торжественных случаях к фельдмаршальскому, он получил и все гетманские доходы, собранные со дня смерти предыдущего гетмана, увеличив тем самым и без того огромное состояние. Разумовский провел на Украине ряд экономических и административных мероприятий в интересах укрепления шляхетства и купечества, заботился о развитии украинской культуры. При нем был запрещен свободный переход крестьян от одного помещика к другому, проведена всеобщая перепись населения.
Разумовский был крупнейшим феодалом-землевладельцем. В 1754 г. он получил в собственность огромный дом в Киеве, перенесенный затем в одно из его имений. В 1759 г. императрица подарила гетману город Батурин вместе с Почепом, Шептановской и Баклапской волостями, а в 1764 г. уже Екатерина II пожаловала ему город Гадяч с прилегающими селами и деревнями и Быковскую волость. Заново отстроив Батурин, который стал его резиденцией, гетман завел там итальянскую оперу и французский театр, основал университет. Живя на Украине почти как владетельный правитель, Кирилл Григорьевич продолжал пользоваться милостями Елизаветы, которая наградила его практически всеми высшими титулами и орденами Российской империи, вплоть до ордена св. Андрея Первозванного, полученного им в начале 1752 г.
Однако и сам гетман, и его жена скучали в Малороссии и рвались в Петербург, ко двору. В одном из писем к императрице Разумовский просит ее разрешить ему приехать в Петербург, мотивируя это тем, что сырой климат Глухова ему вреден и он может «получить облегчение в своей болезни только в благословенном климате петербургском».
Разумовский оставался на посту президента Петербургской академии наук с 1746 по 1765 г., но активного участия в ее делах не принимал, хотя изредка присутствовал на заседаниях и поддерживал научную деятельность М. В. Ломоносова.
Подолгу живя в Петербурге, Разумовский стал свидетелем кончины Елизаветы Петровны. Петр III назначил его главнокомандующим армией, которая должна была действовать против Дании в интересах родовых голштинских земель императора. Разумовский стал сторонником Екатерины и активно участвовал в подготовке дворцового переворота в 1762 г., хотя в момент решительных действий оставался в стороне, дав только распоряжение типографии Академии паук напечатать манифест о восшествии на престол новой императрицы.
Поддержав Екатерину II, Кирилл Григорьевич сохранил все свои посты и должности. Временное охлаждение к нему императрицы вызвала неосторожная просьба Разумовского о наследовании гетманского достоинства членами его семьи. 10 ноября 1764 г. гетманство на Украине было ликвидировано, а он сам смещен со своего поста, получив в этот день взамен утраченного гетманства чин генерал-фельдмаршала. После этого императрица вернула ему свое расположение. Оставив должность президента Академии наук в 1765 г., следующие два года Разумовский провел за границей, после чего вернулся в Санкт-Петербург. В 1771 г. он овдовел. После смерти жены, родившей ему 11 детей, переехал в Батурин, где провел последние годы жизни.
15 мая 1801 г. Разумовский получил рескрипт вступившего на престол императора Александра I, в котором говорилось: «Граф Кирилл Григорьевич! Послужив верно и ревностно толиким монархам, нося и оправдывая на себе их милости, вы имеете все право наслаждаться в недре покоя вашего всеобщим уважением и отличным моим благоволением…»
Кирилл Григорьевич Разумовский скончался в Батурине 9 января 1803 г., оставив своим детям огромные имения и более 100 тысяч крепостных крестьян.