Родился в 1962 г. в Элисте Калмыцкой АССР.
Окончил Московский государственный институт международных отношений (МГИМО).
В 1990 г. был избран депутатом Верховного Совета РСФСР, в 1991 г. и до распада СССР был членом Верховного Совета СССР последнего созыва.
1993 г. - президент Российской палаты предпринимателей.
С 1993 г. - президент Республики Калмыкия, с декабря 1993 г. - член Совета Федерации Федерального собрания РФ. С 1996 года являлся членом Совета Федерации второго созыва. Переизбран президентом Калмыкии в 1995 году на семилетний срок.
В 1995 г. избран президентом Всемирной шахматной федерации (ФИДЕ), переизбран в 1998 г.
В честь К. Н. Илюмжинова названа малая планета № 5570 (Kirsan).
Владеет японским, английским, немного корейским, монгольским и китайским языками.
Женат. Имеет сына.