Considerato da molti un grande talento tennistico, non è però riuscito a esprimere appieno le sue potenzialità anche a causa di problemi psicologici e uno stile di vita non adeguato a un top player. Ha vinto sette titoli del circuito maggiore, tra cui quattro ATP 500, raggiungendo la posizione n.13 del ranking mondiale nell'ottobre del 2016. Nei tornei del Grande Slam è stato finalista al torneo di Wimbledon 2022.
È stato il secondo e ultimo giocatore (dopo Lleyton Hewitt) ad aver battuto i Big Three Roger Federer, Rafael Nadal e Novak Djoković al loro primo confronto diretto.
In doppio ha vinto l'Australian Open 2022 insieme al connazionale Thanasi Kokkinakis (prima coppia nell'Era Open ad aggiudicarsi lo Slam australiano con una wild card) e altri tre tornei, raggiungendo il numero 11 del ranking nel novembre 2022. In coppia con Daria Gavrilova ha vinto inoltre una Hopman Cup.
Biografia Kyrgios nasce a Canberra da padre greco, mentre la madre è esponente della famiglia reale del Sultanato di Selangor in Malaysia (era una principessa, titolo a cui ha rinunciato dopo aver lasciato il paese). È il terzo di tre figli: il fratello Christos è avvocato e la sorella Halimah è attrice. È di religione greco-ortodossa. Gioca a basket fino all'età di 14 anni, iniziando poi a dedicarsi esclusivamente al tennis.
È un fan dei Boston Celtics, squadra di basket dell'NBA, e del , squadra di calcio della Premier League inglese.
Kyrgios non ha mai voluto un coach fisso.
A fine 2017 inaugura la NK Foundation (fondazione benefica che ha l'obiettivo di garantire l’accesso al mondo dello sport anche ai giovani meno fortunati).
Nel novembre 2020 rende noto di aver vissuto periodi di depressione, di aver perso la voglia di giocare a tennis e d'essersi sentito abbattuto per l'incapacità di soddisfare le aspettative degli altri. Nel marzo 2021 mette a disposizione la propria esperienza personale per offrire aiuto, tramite i social network, a chiunque si senta perso e abbandonato.
Nel febbraio 2022 dichiara tramite i social network di aver abusato di alcool e di droghe, di essersi inflitto atti di autolesionismo e di aver pensato anche al suicidio durante un periodo di grave depressione nel 2019.
Il 19 agosto 2026 l'International Tennis Integrity Agency (ITIA), annuncia di averne sospeso provvisoriamente l'attività tennistica nell'ambito del suo Programma antidoping dopo che, il 17 luglio, un laboratorio accreditato dall'Agenzia Mondiale Antidoping aveva confermato di aver rilevato la presenza di benzoilecgonina, un metabolita della cocaina, in un campione di controllo da lui prelevato dopo il torneo ATP 250 a Maiorca, in Spagna, il 22 giugno. Successivamente l'ITIA ha accettato la versione del tennista secondo cui il consumo della sostanza proibita è avvenuto fuori competizione, infliggendogli una sospensone dall'attività agonistica di un mese (dal 4 agosto al 4 settembre 2026). Kyrgios ha inoltre accettato di entrare in un programma di riabilitazione.
Sponsor ed equipaggiamento Kyrgios è sponsorizzato da diverse compagnie, come Yonex, Nike e Beats. Il suo patrimonio netto è stato stimato nel 2019 intorno ai 10 milioni di dollari.
Vita privata Dal 2015 al 2018 è stato legato sentimentalmente alla connazionale Ajla Tomljanović.
Dal 2019 al 2020 è stato legato alla tennista russa Anna Kalinskaya.
Nel 2021 ha intrapreso una nuova relazione con la celebrità di Internet Chiara Passari, che si è conclusa con una denuncia di violenza domestica da parte di lei: i legali del tennista hanno puntato al proscioglimento allegando un disturbo dell'umore dell'imputato. Nel 2023 Kyrgios ha ammesso la violenza, scusandosi, e il giudice l'ha prosciolto considerati la lieve entità del fatto e il basso rischio di reiterazione del reato.
Dal 2022 al 2025 è stato fidanzato con un'altra celebrità di internet, Costeen Hatzi.
Attualmente è legato sentimentalmente ad Alexia Alessi, una responsabile manager di Melbourne.
Carriera Juniores Nel 2009 inizia a giocare nell'ITF Junior Circuit e il primo successo arriva in singolare nell'estate 2010, quando si aggiudica un torneo di Grade 5 nelle isole Figi. Tra giugno e luglio 2012 vince in coppia con il connazionale Andrew Harris i tornei di doppio maschile juniores del Roland Garros e di Wimbledon. A ottobre consegue il primo importante successo in singolare battendo il giapponese Kaichi Uchida nella finale del torneo Grade A Osaka Mayor's Cup World Super Junior Tennis Championships di Osaka. Il 26 gennaio 2013 sconfigge in finale agli Australian Open Thanasi Kokkinakis per 7-6, 6-3 e diventa il nuovo nº 1 del ranking mondiale juniores.
2012: approdo al professionismo Nel gennaio 2012 riceve una wild card per il tabellone di qualificazione degli Australian Open e viene subito sconfitto dal francese nº 215 del mondo Mathieu Rodrigues, al quale strappa un set. A marzo vince il suo primo match da professionista superando il primo turno del torneo ITF Futures di Kofu. A ottobre raggiunge la prima semifinale Futures a Margaret River.
2013: esordio nel Grande Slam e in Coppa Davis e top 200
Comincia la stagione 2013 con la sconfitta contro James Duckworth al primo turno delle qualificazioni del Brisbane International, alle quali aveva avuto accesso grazie ad una wild card. Perde al primo turno contro Bradley Klahn nelle qualificazioni dell'Australian Open, dove esce al primo turno anche in doppio e vince il torneo juniores. A febbraio gioca il primo torneo Challenger in carriera al Charles Sturt Adelaide International di West Lakes, un sobborgo di Adelaide, si spinge fino alla semifinale e viene sconfitto da James Ward. Subito dopo vince il primo titolo da professionista nel torneo di doppio dell'Australia F1 Futures in coppia con Alex Bolt.
Il primo titolo Challenger arriva a marzo in singolare al Sydney International, dove batte in finale per 6-3, 6-2 Matt Reid. Nello stesso torneo raggiunge anche la finale in doppio insieme a Bolt e vengono sconfitti dai connazionali Klein e Propoggia. Il 28 aprile vince il torneo Futures di Yuxi battendo in finale Boy Westerhof. A maggio fa il suo debutto in un torneo dello Slam con una wild card al Roland Garros e vince il primo incontro in carriera nel circuito maggiore sconfiggendo a sorpresa Radek Štěpánek dopo tre tie-break, al secondo turno viene eliminato da Marin Čilić. Supera le qualificazioni agli US Open 2013 e viene sconfitto al primo turno dalla testa di serie nº 4 David Ferrer. Fa quindi il suo esordio nella squadra australiana di Coppa Davis nei play-off vinti 4-1 contro la Polonia, perde l'incontro di doppio e vince l'ultimo singolare a risultato acquisito per il ritiro dell'avversario. A ottobre porta il best ranking alla 177ª posizione mondiale.
2014: quarti di finale a Wimbledon e 51º nel ranking
Inizia la stagione 2014 con una wild card per il Brisbane International ed è costretto a ritirarsi per un infortunio alla spalla. A gennaio gli viene assegnata una wild card per gli Australian Open, al primo turno batte Benjamin Becker in quattro set ed esce al secondo turno per mano della testa di serie nº 27 Benoît Paire dopo aver vinto i primi due set. A febbraio si infortuna a un gomito e resta lontano dalle competizioni per due mesi. Al rientro si aggiudica due Challenger consecutivi in singolare sulla terra battuta a Sarasota e Savannah. Entra con una nuova wild card al Roland Garros e al primo turno viene sconfitto da Milos Raonic. Successivamente vince il Challenger sull'erba di Nottingham.
Anche a Wimbledon entra con una wild card e ottiene eccellenti risultati: all'esordio supera Stéphane Robert e al secondo turno ha la meglio per 10-8 nel quinto set dopo quasi quattro ore di gioco contro Richard Gasquet, dopo aver perso i primi 2 set e aver salvato 9 match points nel quarto e quinto set. Supera quindi Jiří Veselý e negli ottavi di finale sconfigge il nº 1 al mondo Rafael Nadal col punteggio di 7-6, 5-7, 7-6, 6-3, diventando il primo debuttante nel torneo a raggiungere i quarti di finale dopo Florian Mayer nel 2004 e il primo teenager a sconfiggere un numero 1 del mondo dopo la vittoria dello stesso Nadal su Federer al Roland Garros 2005. Il giorno successivo viene eliminato dal nº 8 al mondo Milos Raonic, a fine torneo guadagna 78 posizioni nel ranking ed entra per la prima volta nella top 100, al 66º posto mondiale.
A Toronto consegue la sua prima vittoria in un Masters 1000 sconfiggendo Santiago Giraldo, e al secondo turno raccoglie solo 4 game contro Andy Murray. Agli US Open raggiunge il terzo turno con i successi su Michail Južnyj e Andreas Seppi, prima di essere fermato in quattro set da Tommy Robredo, risultati con cui sale al 51º posto mondiale e diventa il nº 2 australiano dietro a Lleyton Hewitt.
2015: quarti di finale all'Australian Open e top 30
Sconfitto al primo turno all'esordio stagionale al Sydney International, accede all'Australian Open senza passare per le qualificazioni e sconfigge nell'ordine Federico Delbonis, la testa di serie nº 23 Ivo Karlović e Malek Jaziri. Negli ottavi perde i primi due set, salva un match point nel quarto e si impone al quinto contro Andreas Seppi, che aveva sconfitto Roger Federer nel turno precedente; grazie a questa vittoria diventa il tennista più giovane a raggiungere due quarti di finale in un torneo dello Slam dopo Federer nel 2001 e il primo australiano a raggiungere i quarti di finale dopo Lleyton Hewitt nel 2005. Viene sconfitto dal futuro finalista Andy Murray, e a fine torneo porta il best ranking al 35º posto.
Raggiunge la prima finale ATP all'Estoril Open con i successi su Albert Ramos Viñolas, Filip Krajinović, Robin Haase e Pablo Carreño Busta, prima di perdere nell'atto conclusivo da Richard Gasquet per 3-6, 2-6. Al secondo turno del Masters 1000 di Madrid sconfigge il nº 2 del mondo e vincitore di 17 titoli Slam Roger Federer, salvando tre match point nel tie break del set decisivo. Esce di scena al turno successivo per mano di John Isner. Sconfitto al primo turno al suo debutto agli Internazionali d'Italia, consegue il miglior risultato da inizio carriera in doppio raggiungendo la semifinale in coppia con Jack Sock. Al Roland Garros è per la prima volta testa di serie, la nº 29; al primo turno batte Denis Istomin, grazie al ritiro di Kyle Edmund accede per la prima volta al terzo turno dello Slam parigino e perde in tre set contro Andy Murray, risultati con cui sale al 25º posto mondiale.
A Wimbledon elimina Diego Schwartzman, Juan Mónaco e Milos Raonic al terzo turno, e negli ottavi cede ancora a Gasquet. Al Master 1000 di Montréal viene eliminato da John Isner al terzo turno a cui aveva avuto accesso per il ritiro al terzo set della testa di serie nº 4 Stan Wawrinka in un incontro carico di polemiche. Esce al primo turno a Cincinnati, nuovamente eliminato da Gasquet, e agli US Open, dove perde in 4 set contro Andy Murray. Accede alla sua seconda semifinale ATP al successivo Malaysian Open e viene sconfitto da Feliciano López.
2016: vittoria alla Hopman Cup, primi tre titoli ATP, top 15 e squalifica