В 1957 году окончил Московский Государственный педагогический институт иностранных языков им. Мориса Тореза. Работал переводчиком и корреспондентом АПН в Бирме, корреспондентом в журнале «Вокруг света». В 1962 году окончил аспирантуру Института востоковедения АН СССР. С 1963 года работает в Институте востоковедения АН СССР.
В 1965 году защитил кандидатскую диссертацию по теме «Паганское государство (XI-XIII века)». В 1981 году защитил докторскую диссертацию по теме «Буддийская сангха и государство в Бирме». Начал писать фантастику в 1965 году. Написал более сотни фантастических повестей, романов и рассказов. Приключения Алисы - наиболее известный цикл произведений   Кира   Булычёва . Главная героиня этого цикла — школьница (в первых рассказах — ещё дошкольница) XXI века Алиса Селезнёва. Прототипом героини стала дочь писателя Алиса, родившаяся в 1961 году. Первыми произведениями цикла стали рассказы, составившие сборник «Девочка, с которой ничего не случится». Приключения Алисы происходят в самых разных местах и временах: на Земле XXI века, в космосе, на океанском дне и даже в прошлом, куда она забирается на машине времени. Переводил на русский язык фантастические произведения американских писателей. Общее количество изданных научных и научно-популярных произведений, публиковавшихся под настоящим именем — несколько сотен. Большей частью это работы по истории («7 и 37 чудес», «Женщины-убийцы», «Артур Конан Дойл и Джек-потрошитель»), востоковедению, и литературоведению («Падчерица эпохи» — о фантастике 20-х — 30-х годов), а также автобиографическая книга «Как стать фантастом», публиковавшиеся в специальных и популярных журналах. Кроме того, из-под пера   Булычёва   вышло более двухсот стихотворений и несколько рассказов-миниатюр. В книге «Западный ветер — ясная погода» популярно описываются события Второй мировой войны в юго-западной Азии.
Экранизировано более 20 произведений.