Родился в Москве. В 1957 году окончил Московский государственный педагогический институт иностранных языков имени Мориса Тореза. Два года работал в Бирме переводчиком и корреспондентом. Вернувшись в Москву, писал научные труды. Настоящее имя — Игорь Всеволодович Можейко — сохранялось в тайне до 1982 года.
Издано несколько десятков книг, общее количество опубликованных произведений — сотни.
Более двадцати произведений стало основой для художественных кинофильмов и мультфильмов («Тайна третьей планеты», «Гостья из будущего», «Через тернии — к звездам»).
Переводил на русский язык книги иностранных авторов, преимущественно фантастику. Наиболее известный цикл произведений Кира Булычева — о школьнице XXI века Алисе Селезневой. Прототипом героини стала дочь писателя Алиса, родившаяся в 1961 году.
Приключения Алисы происходят в самых разных местах и временах: на Земле XXI века, в космосе, на океанском дне и даже в прошлом, куда она попадает на машине времени.
Лауреат премии фантастики « Аэлита-97» и многих других премий.
Умер 5 сентября 2003 года в возрасте 68 лет.