При защите диссертации «Унитарные представления нильпотентных групп Ли»[1] на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук (1962) ему была присвоена степень доктора физико-математических наук (в то время стал самым молодым доктором физико-математических наук в СССР). Профессор (1965). С 1962 года преподавал на механико-математическом факультете МГУ. С 1994 года преподаёт в Пенсильванском университете. Главный научный сотрудникИППИ РАН.
Кириллов А. А. Элементы теории представлений. — 2-е изд. — М.: Наука, 1978.
Кириллов А. А., Гвишиани А. Д. Теоремы и задачи функционального анализа. — М.: Наука, 1979. Первое издание этой книги было переведено на английский, французский, итальянский и венгерский языки. Затем книга была переиздана на русском языке.
Кириллов А. А. Что такое число?. — М.: Физматлит, 1993.
Кириллов А. А. Лекции по методу орбит. — 2002. — xiv+290 с.
Кириллов А. А. Повесть о двух фракталах. — 2-е изд., испр. — М.: МЦНМО, 2010.
Кириллов А. А. Что такое число?. — Изд. новое. — М.: МЦНМО, 2019.