Киилиан Mepфи родился в Дугласе (Ирландия) в 1974 году в семье школьного инспектора и учительницы французского. Учась в школе, мечтал о карьере юриста и был хорошим игроком в регби. Уже в четырехлетнем возрасте Киллиана пригласили для съемок на театральной сцене, и вскоре он играл роль поросенка в постановке «Disco Pig». Вместе с театром ездил на гастрольное турне. 

Для Киллиана Мерфи игра на сцене сначала была просто хобби и способ убить время в выходные, но вскоре она его захватила, и карьера юриста стала уже не столь привлекательной. Правда, Мерфи какое-то время еще пытался продолжить свое юридическое образование, но он понял, что это не его призвание.

Его дебют в кино состоялся в 1988 в картине «The Tale of Sweety Barret», за этим последовала комедийная драма «Sunburn». Проблема самоубийств в Ирландии подтолкнула Мерфи принять роль в драме «На грани» (2000). За ней последовала «Как Гарри стал деревом» (2001). К тому времени, как был снят «28 дней спустя» Дэнни Бойла широкая публика уже знала этого актера, исключением являлись Соединенные Штаты. Положение изменилось в 2003 году, когда этот фильм вышел в широкий прокат, а Америка увидела в Киллиане потенциальную звезду. Дальнейшие фильмы: «Девушка с жемчужной сережкой», «Холодная гора» (2003), "Бэтмэн: Начало", "Ночной рейс", "Завтрак на Плутоне" (2005), "Ветер, который качает вереск" (2006)