Кирилл Лямин — воспитанник хоккейной школы московского ЦСКА.

Профессиональную карьеру начал в 2003 году в родном московском ЦСКА. В 2004 году был выбран на Драфте НХЛ под общим 58-м номером клубом «Оттава Сенаторз». Выступал за юниорскую и молодежную сборные России. Победитель Юниорского чемпионата мира — 2004. Серебряный призер Молодежного чемпионата мира — 2006.

На протяжении карьеры выступал за ЦСКА, «Химик», «Спартак», «Северсталь», «Авангард» и «Нефтехимик». Два предыдущих сезона провел в составе «Автомобилиста». Опытный защитник принимал участие во всех 11 сезонах КХЛ.

Перед началом сезона 2019/20 на счету Кирилла Лямина 611 сыгранных матчей и 123 набранных очка (28+95) в Чемпионате КХЛ