1948 yılında Tuncelinin Nazımiye ilçesinde doğdu, ilk ve ortaöğrenimini Erciş, Tunceli, Genç, Elazığ gibi Anadolunun çeşitli yerlerinde yaptı. Yükseköğrenimini yapmak için girdiği Ankara İktisadi ve Ticari İlimler Akademisinden (Gazi Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi) 1971de mezun oldu.
Lisans öğrenimini tamamladığı 1971 yılında, girdiği hesap uzman yardımcılığı sınavının ardından Maliye Bakanlığında göreve başladı. Daha sonra hesap uzmanı olan Kılıçdaroğlu, bir yıl Fransada kaldı. Hesap uzmanlığını 1983e kadar sürdürdü ve aynı yıl Gelirler Genel Müdürlüğüne atandı. Burada önce daire başkanı olarak görev aldı, daha sonra aynı kurumun genel müdür yardımcılığını yaptı.
1991 yılında Bağ-Kura atandı. Burada genel müdürlük yapan Kılıçdaroğlu, 1992 yılında da Sosyal Sigortalar Kurumu Genel Müdürlüğüne geçti. Daha sonra kısa bir süre Türkiye Cumhuriyeti Çalışma ve Sosyal Güvenlik Bakanlığında müsteşar yardımcısı olarak görev yaptı. 1994 yılında Ekonomik Trend dergisi tarafından Yılın Bürokratı seçildi. Kemal Kılıçdaroğlu, 1999un Ocak ayında kendi isteğiyle Sosyal Sigortalar Kurumu Genel Müdürlüğünden emekli oldu.
Sekizinci Beş Yıllık Kalkınma Planı çalışmalarında Kayıtdışı Ekonomi Özel İhtisas Komisyonuna başkanlık eden Kılıçdaroğlu, Hacettepe Üniversitesinde de bir süre ders verdi. Daha sonra Türkiye İş Bankasında yönetim kurulu üyesi olarak görev yaptı.
Kemal Kılıçdaroğlu, Türkiye Büyük Millet Meclisi 22. dönem için yapılan 3 Kasım 2002 Milletvekili Genel Seçimleriyle Cumhuriyet Halk Partisi İstanbul milletvekili olarak Meclise girdi. CHP Merkez Yönetim Kurulunda görev alan Kemal Kılıçdaroğlu 22 Temmuz 2007 Milletvekili Genel Seçimlerinde de İstanbuldan 23. dönem milletvekili seçildi ve Genel Başkanlığa adaylığını açıklayıncaya kadar CHP Grup Başkanvekilliği görevinde bulundu.
22 Mayıs 2010 tarihinde yapılan 33. Olağan Kurultayında Cumhuriyet Halk Partisi Genel Başkanı seçildi.