Себя Кира Муратова в шутку называла «безродным космополитом». Она родилась в городе Сороки, который в то время принадлежал Румынии (сейчас — Молдова), а ее родители были деятелями румынской компартии; отец погиб во время Великой Отечественной войны, мать работала в госструктурах уже советской Румынии и дослужилась до замминистра здравоохранения. «Но вообще-то я перемещенное лицо, — уточняла она. — Жила то в Румынии, то в Советском Союзе, а еще была эвакуация, и мы с мамой оказались в Ташкенте, а потом я в детдоме была полгода».
И добавляла: «Мне безразлично, где жить, если там можно работать».
Конечно, переезды были для Муратовой болезненными, но она умела прижиться на новом месте. После школы поступала на филфак МГУ, после первого курса все же перевелась во ВГИК, на режиссерский факультет, в мастерскую Тамары Макаровой и Сергея Герасимова. Получив диплом, пошла работать на Одесскую киностудию, в 1962-м вместе с мужем, режиссером Александром Муратовым сняла короткометражку «У крутого яра» — для них обоих это и стало дебютом в кино. Потом была еще одна совместная работа четы Муратовых — уже полнометражный и игровой фильм «Наш честный хлеб». А потом их дороги разошлись.
В 1967 году Кира Муратова сняла «Короткие встречи», в основу сценария которых положила рассказы Леонида Жуховицкого и Леонида Фомина. Главные роли в картине сыграли Нина Русланова и Владимир Высоцкий; три его песни прозвучали в кадре. Прокатная судьба «Коротких встреч» сложилась не слишком удачно: фильм отнесли к третьей категории, показывали по небольшим клубам, так что хитом он не стал бы при всем желании. Впрочем, настоящий потенциал картины был раскрыт позже, уже в перестройку — -в повторном прокате его посмотрели почти 4 млн человек.
Следующую работу — «Долгие проводы» — Муратова вообще могла бы не закончить, если бы не помощь ее учителя, Сергея Герасимова. Доделать картину ей удалось, но цензура усмотрела в ней противопоставление интеллигенции и народа, так что лента отправилась на полку — с этим Герасимов уже помочь не мог, — где и пролежала до все той же перестройки. 
Отношения с руководством киностудии после этих картин испортились, и Муратова оказалась в Ленинграде. Здесь она второй раз вышла замуж — за художника Евгения Голубенко, сняла постмодернистскую ленту «Познавая белый свет», но вообще работала не слишком много — всего несколько картин за пятнадцать лет. В перестройку начали выходить в прокат ее первые фильмы, а сама режиссер, что называется, выстрелила «Астеническим синдромом» — картиной из двух новелл, в которых рассказывается о похоронившей мужа женщине и об учителе, ставшем пациентом психбольницы. Депрессивная лента была тепло принята критиками, получила «Серебряного медведя» Берлинского кинофестиваля. После этого успеха Муратова наконец стала народной артисткой УССР — снималась лента уже на родной для нее Одесской киностудии.
После распада СССР Муратова осталась на Украине, много работала. Одной из главных примет ее творчества этого периода стало сотрудничество с Ренатой Литвиновой, из которой, по признанию режиссера, она сама сделала актрису. Первым их совместным фильмом были «Увлечения» 1994 года, потом Литвинова играла у Муратовой в «Настройщике» (он был показан вне конкурса на Венецианском фестивале), «Мелодии для шарманки» и «Вечном возвращении». В этот период Муратова часто получала различные кинопремии — призы «Кинотавра», «Нику», «Белый слон». На 31-м Московском кинофестивале она получила приз Международной федерации кинопрессы — за «Мелодию для шарманки».
Она так до конца и работала на Украине, а на вопросы, кем она себя считает, отвечала, что русскоязычным украинским режиссёром. «Живу на Украине, здешняя гражданка, говорю и снимаю по-русски, значит, русскоязычная», — говорила Муратова.
С сомнением относилась к полученным премиям, говорила, что ее жизнь сложилась из гонений, и не советовала женщинам идти в режиссуру: «Это очень тяжелая профессия. Она очень тяжела во всех отношениях и для мужчин тоже. Но для женщин еще больше».
Никогда не ставила перед собой целью снять блокбастер или жанровое зрительское кино, пыталась с помощью искусства изменить мир, но потом разочаровалась в этой идее.
«Что мне изначально нравилось в режиссуре, еще до того, как я стала этим заниматься, — так это то, что ты можешь сделать некий предмет, и он живет и дышит дальше, независимо от тебя. Ты можешь исчезнуть, а он есть и будет! Наверное, только это и важно», — говорила она в одном из интервью. И добавляла, что считает себя рабом кино.
Она скончалась на 84-м году жизни. Об этом сообщил у себя в блоге на Facebook продюсер Юрий Минзянов, а потом подтвердил супруг Муратовой Евгений Голубенко. Дата и место прощания будут названы позже.
