Cem Kılıç, 4 Ocak 1978 tarihinde Ankara’da doğdu. İlk ve orta öğrenimini Ankara’da tamamladıktan sonra, üniversite eğitimi için Amerika’ya gitti. American Alfred University’de Medya İletişim bölümünden mezun oldu. Cem Kılıç, Türkiye’de geniş kitleler tarafından tanınmasını sağlayan çıkışını, 2002 yılında yayınlanan Ekmek Teknesi dizisindeki “Korkut” karakteriyle yaptı. Bu dizideki performansı, onun oyunculuk kariyerinde önemli bir dönüm noktası oldu. “Lan Jale!” repliğiyle hafızalara kazındı ve bu karakterle büyük bir hayran kitlesi edindi.

Kariyerine birçok dizi ve filmle devam eden Cem Kılıç, 3 sezon boyunca ekranlara gelen Ekmek Teknesi’nin yanı sıra Çılgın Bediş (1996), Sıcak Saatler (1998), Hayat Bağları (2000), Çapkın (2005), Ah Polis Olsam (2006), Hayal ve Gerçek (2007) ve Dinle Sevgili (2011-2012) gibi tv yapımlarında rol aldı.  Sinema kariyerinde ise Okul (2004), Süpürrr! (2009), Şov Bizınıs (2011), Kocan Kadar Konuş (2015), El Değmemiş Aşk (2016), En Uzun Gece (2019), Kolpaçino 4: 4’lük (2023) ve Dedemin Gözyaşları (2024) gibi farklı filmlerde yer aldı. Cem Kılıç, oyunculuğunun yanı sıra müzikle de ilgilenmektedir. 2000 yılında arsızca isimli bir albüm yayınlayan Kılıç, Supermen, Eksik Kalsın, Nasıl Bir İnsansın gibi pek çok single’a da imza atmıştır.