Действительный статский советник (с 1.04.1901), шталмейстер (с 14.04.1902). Из старинного дворянского рода. Сын генерал-лейтенанта Свиты Е.И.В. Михаила Кирилловича Нарышкина (1825-1890) от брака с Люцией Осиповной Штрандтман (1832-1895), праправнучатый племянник С.К. Нарышкина. В службе с 20.07.1872, первый классный чин получил 10.08.1873. Закончил Пажеский корпус в 1873, был камер-пажом Александра II, затем поступил на службу в Петровскую гвардейскую бригаду, но 1.10.1874 вышел в отставку и 14.10.1874 поступил в МИД. Большую часть дипломатической службы провёл в Париже: в 1877 состоял при посольстве, в 1878 - 2-й, с 6.08.1892 - 1-й секретарь, с 12.12.1897 - советник посольства. 23.08.1883 произведён в надворные советники, 23.08.1887 - в коллежские советники. В 1885 пожалован в камер-юнкеры, 5.04.1892 - в камергеры, 6.08.1892 произведён в статские советники. Бывший военный атташе в Скандинавии и Франции в 1908-1917 А.А. Игнатьев отмечал: «За долгие годы, проведённые на этом посту, он соответственно обленился, но внедрённая с малых лет военная дисциплинированность и служебная аккуратность сделали из него в конце концов полезного сотрудника для всех сменявшихся в Париже русских послов».
5.06.1904 был назначен министром-резидентом при Святейшем Престоле, в 1906 переведён чрезвычайным посланником и полномочным министром в Вюртемберг. По словам работавшего с ним в Штутгарте Ю.Я. Соловьёва, «Нарышкин за время своего более чем двадцатилетнего пребывания в Париже, где он прошел всю свою карьеру, сделался если не настоящим французом, то во всяком случае парижанином и смотрел на все остальные посты в Европе и, несомненно, на Штутгарт как на своего рода печальное недоразумение. Этого он, к сожалению, не считал нужным скрывать от местных правительственных и общественных кругов, что, конечно, их очень коробило. В результате получалось необыкновенное положение. Русский посланник как бы существовал для того, чтобы оскорблять национальное самолюбие немцев. Я помню, как Нарышкин представлял меня вюртембергскому первому министру и министру иностранных дел умному и тонкому старику фон Вейдзекеру. Войдя в кабинет министра и говоря с ним по-французски с парижским акцентом, он заметил: "Однако и жарко же у вас, господин министр. Неужели вы занимаетесь здесь разведением кофе?" А затем, не дожидаясь ответа министра, подошел к окну и открыл его. Пользуясь этим моментом, Вейдзекер успел мне шепнуть: "Как видите, у нас здесь не стесняются"».
В 1910 Нарышкин был назначен посланником в Швецию, 22.10.1911 вышел в отставку по состоянию здоровья (с оставлением в должности шталмейстера) и поселился в Париже. За службу был награждён орденами Св. Станислава 2-й степ. (22.03.1885), Св. Анны 2-й степ. (18.04.1888), Св. Владимира 4-й степ. (16.03.1893), Св. Владимира 3-й степ. (14.05.1896), Св. Станислава 1-й степ. (17.04.1905), Св. Анны 1-й степ. (29.03.1909). Имел также иностранные ордена: князя Даниила I 3-й степ. (Черногория, 27.06.1891), Почётного легиона офицерский крест (Франция, 27.06.1891), командорский крест (5.11.1896) и большой офицерский крест (1904), «За гражданские заслуги» 2-й степ. (Болгария, 1.05.1896), Короны 2-й степ. со звездой (Пруссия, 1909), Фридриха большой крест (Вюртемберг, 1910), Св. Григория Великого большой крест (Ватикан, 1910), Полярной звезды 1-й степ. (1911), а также медали в память царствования имп. Александра III и 300-летия Дома Романовых и прусскую медаль (1873).
После начала Первой мировой войны с женой и двумя дочерьми вернулся в Россию. По воспоминаниям А.А. Игнатьева, «когда произошла революция и семья собиралась вернуться в Париж, Кирилл Михайлович не пожелал её сопровождать. Поняв гибель своего класса, он не хотел стать эмигрантом, взял свою любимую толстую трость - и вышел пешком из Москвы в неизвестном направлении. Он, видимо, хотел умереть на родной земле. Так кончил жизнь старый русский парижанин».
Был женат на своей двоюродной сестре Софье Николаевне Нарышкиной (1860-?), дочери Н.К. Нарышкина. Их дочери - Наталья Кирилловна (1891-1957) и Анна Кирилловна (1894-1947).
