İstanbul 1956 doğumluydu. Saint Joseph Fransız Erkek Lisesi’ni 1975 yılında birincilikle bitirdi, aynı yıl Fizik dalında TÜBİTAK Marmara Bölgesi birincisiydi. 

İ.Ü. Cerrahpaşa Tıp Fakültesi’ni ÖSYM sınavında ilk 50 arasında kazandığı 1975 yılında aynı zamanda Fransız Yüksek Öğretim Devlet bursunu, TÜBİTAK bursunu ve Türkiye İş Bankası ödülünü de kazanmıştı. İ.Ü. Cerrahpaşa Tıp Fakültesi’ni Mart 1981’de bitirdi. Hacettepe Üniversitesi Nöroşirürji Anabilim Dalında aynı sene başladığı nöroşirürji ihtisasına 1982’den itibaren Fransa’da Nancy Üniversitesi Tıp Fakültesinde devam etti, bu klinikte 7 yıl kaldı, 5 yıl asistan, 2 yıl da uzman olarak çalıştı. 1990’dan itibaren Haydarpaşa Numune Eğitim ve Araştırma Hastanesi Nöroşirürji Kliniği’nde uzman doktorluk, şef yardımcılığı ve başhekim yardımcılığı yaptı. Irak-Kuveyt savaşı sırasında, Sağlık Bakanlığı’nın geçici görevlendirmesiyle, Şubat-Mart 1991 tarihlerinde Hakkâri Devlet Hastanesi’nde çalıştı. 2007’de doçent, 2014’te profesör oldu.

2013’ten bu yana Bahçeşehir Üniversitesi Tıp Fakültesi Nöroşirürji Anabilim Dalı öğretim üyesiydi. Ulusal ve uluslararası 256 bilimsel çalışmasının yanı sıra çok iyi düzeyde Fransızca ve İngilizce bilmekteydi. Evli ve iki kız babasıydı. Prof. Dr. Kaya Kılıç, 14 Şubat’ta Covid-19 nedeniyle hayatını kaybetti.