Кирилл Ильич Замараев закончил МФТИ в 1963 году, там же в 1966 году он защитил кандидатскую диссертацию. В 1972 году он стал доктором химических наук, защитив диссертацию «Исследование строения и реакционной способности комплексов переходных металлов при помощи электронного парамагнитного резонанса». Через 4 года Кирилл Ильич был избран член-корреспондентом Академии Наук, и в 1987 году стал академиком на Отделении общей и технической химии. Кирилл Ильич был автором более 250 статей, четырех книг и 22 авторских свидетельств.
В 1976 году, по приглашению академика Борескова, Кирилл Ильич Замараев перенес свою профессиональную деятельность в Новосибирск, где он работал сначала заместителем директора, а после смерти Г. К. Борескова в 1984 — директором Института катализа СО РАН (до 1995 года). В 1994-95 годах Кирилл Ильич был Президентом Международного союза чистой и прикладной химии (IUPAC).
В память о Кирилле Ильиче учреждены именные стипендии студентам-каталитикам, обучающимся на Факультете Естественных Наук НГУ, существует Международный благотворительный научный фонд его имени и премия молодым ученым-химикам, присуждаемая Президиумом СО РАН каждые два года.
