Народився 17 квітня 1980 року, в Пловдиві, Болгарія. Його дитинство минуло в Софії, де його батьки працювали вчителями. Батько, Петко Петков, — учитель біології, а мати викладає літературу.
Закінчив Сьому софійську гімназію. У 14 років разом із батьками переїхав до Ванкуверу, Канада, де його батько працював над дослідницьким проєктом. Вивчав хімію та біологію в Університеті Британської Колумбії, але покинув цю спеціальність на третьому курсі. Закінчив цей університет за спеціальністю «Фінанси». Потім отримав ступінь магістра ділового адміністрування в Гарвардському університеті, де за підсумками навчання ввійшов до десяти найкращих студентів класу.
Повернувся до Болгарії 2007 року, заснував Болгарську девелоперську компанію, мета якої полягала в запуску перспективних бізнес-ідей та їх фінансуванні. Його першим проєктом був мультифункціональний комплекс на околиці Софії вартістю в 60 млн болгарських левів.
Працював у McCain Foods, канадській компанії з виробництва заморожених продуктів з оборотом у 6 мільярдів доларів, яка інвестує та керує масштабними виробничими проєктами в Північній Америці та Європі.
Розробляє проєкти в сфері інновацій із високою доданою вартістю.
Заснував кілька бізнес-проєктів, найуспішнішим із яких є компанія Proviotik, яка продає пробіотики на чотирьох континентах і має кілька патентів на біотехнологію в США.
До того як піти в політику, проводив «Гарвардські курси» в Софійському університеті Святого Климента Охридського.
Є одним із засновників Центру економічних стратегій та конкурентоспроможності при Софійському університеті Святого Климента Охрідського, афілійованого з Гарвардським університетом, де читав курси з економічного розвитку та мікроекономіки конкурентоспроможности.
З 12 травня до 16 вересня 2021 року обіймав посаду міністра економіки в перехідному уряді Стефана Янева.
19 вересня 2021 року разом із Асеном Васильєвим презентував нову політичну антикорупційну партію «Продовжуємо зміни». Вони познайомились у Гарвардській школі бізнесу. Брав участь у парламентських виборах 14 листопада 2021 року як лідер списків коаліції «Продовжуємо зміни» у двох багатомандатних округах, обраний депутатом 47-х Народних зборів.
10 грудня 2021 року партія «Продовжуємо зміни» оголосила, що їй вдалось створити коаліцію з трьома іншими партіями — Болгарською соціалістичною партією, «Є такий народ» та «Демократичною Болгарією». 11 грудня 2021 року президент Болгарії Румен Радев надав Петкову мандат на формування уряду. Кирил Петков передав президентові проєкт складу уряду. 13 грудня 2021 року депутати Народних зборів Болгарії призначили Петкова Прем'єр-міністром Болгарії та окремим голосуванням затвердили коаліційний уряд. За призначення Петкова проголосували 134 депутата з 240.
Одружений із канадкою Ліндою Маккензі, яка керує пекарнею в центрі Софії. У пари троє дітей.
24.01.2022