Родился 25 мая 1976 года в Дугласе, а вырос в Баллинтемпле. Старший из четверых детей в семье педагогов: его отец работает в Министерстве образования и навыков Ирландии, а мать преподает французский язык в школе.
Среднее образование получил в Presentation Brothers College в Корке. Семья была музыкальной и Киллиан с детства увлекался музыкой. В 1992 году, в возрасте 16 лет, Киллиан попал на урок драмы, который провел в школе Киллиана Пэт Кирнан — арт-директор Театральной компании Корка (Cork's Corcadorca Theatre Company).
С 1 августа 2004 года состоит в браке с ирландской художницей Ивонн Макгиннес, с которой он встречался 8 лет до их свадьбы. У супругов есть два сына — Малаки Мерфи и Эран Мерфи.
Около 15 лет был вегетарианцем, но перед съёмками в сериале «Острые козырьки» начал есть мясо, «чтобы не выглядеть слишком худощавым».
