Nació el 25 de septiembre de 1971 en la Ciudad de Buenos Aires. Licenciado y doctor en economía, docente e investigador. Estudió en el Colegio Nacional de Buenos Aires (dependiente de la Universidad Nacional de Buenos Aires -UBA-) de donde egresó con el título de Bachiller Especializado en Ciencias Sociales. 

En la Facultad de Ciencias Económicas de la UBA militaba en la agrupación entonces independiente, TNT. En 1995 se graduó como licenciado en Economía con orientación al sector público en la Universidad de Buenos Aires, recibiendo el diploma de honor. Su tesis doctoral, titulada Génesis y estructura de la Teoría General de Lord Keynes, fue evaluada con una calificación de 10.

En 2011 fue designado subgerente general de Aerolíneas Argentinas, ​y ese mismo año fue nombrado director de Siderar en representación del Estado. Con el inicio del segundo mandato de Cristina Fernández de Kirchner como presidenta fue nombrado secretario de Política Económica y Planificación del Desarrollo, un virtual viceministro de Economía. Desde ese cargo impulsó la nacionalización del 51% de YPF y el plan PROCREAR.

Designado por Cristina Fernández como Ministro de Economía, sucediendo a Hernán Lorenzino, en noviembre de 2013. Bajo su gestión se impulsaron políticas como Precios Cuidados y Ahora 12, se alcanzó un acuerdo con el Club de París en 2014 y el país cayó en "default selectivo" en el marco del juicio con los "Fondos Buitre".

Exdiputado nacional por el Frente para la Victoria, por CABA, desde 2015 hasta 2019.

En las elecciones Generales de 2019 Axel Kicillof destronó a María Eugenia Vidal por un amplio margen. Su lista, que encabezó junto a la por entonces intendenta de La Matanza Verónica Magario, se impuso por 52% a 38%.

El 11 de diciembre de 2019, un día después que Alberto Fernández asumiera como Presidente de la Nación, Axel Kicillof juró como Gobernador de la Provincia de Buenos Aires.

Libros:

• Radiografía de la provincia de Buenos Aires (1ª edición). Buenos Aires: Siglo XXI Editores Argentina. 2019. En coautoría.
• Y ahora, ¿qué? - Desagrietar la grieta para construir un país normal (1ª edición). Buenos Aires: Siglo XXI Editores Argentina. 2019.
• Diálogos sin corbata: para pensar la economía, la política (y algunas cosas más) en el siglo XXI (1ª edición). Buenos Aires: Siglo XXI Editores Argentina. 2015.
• Volver a Keynes. Fundamentos de la teoría general de la ocupación, el interés y el dinero (1ª edición). Madrid: Clave Intelectual- Eudeba. 2012.
• Ensayo sobre los principios de economía política y tributación de David Ricardo, escuela neoclásica (1ª edición). Buenos Aires: Cooperativas. 2012.
• De Smith a Keynes: siete lecciones de Historia del pensamiento económico. Un análisis de las obras originales (1ª edición). Buenos Aires: EUDEBA - Editorial Universitaria de Buenos Aires S.E.M. 2011.
• La anatomía del nuevo patrón de crecimiento y la encrucijada actual (1ª edición). Buenos Aires: Atuel. 2010. En coautoría con Augusto Costa, Nicolás Arceo, Nuria Mendizábal y María Cecilia Nahón.
• Fundamentos de la teoría general - Consecuencias teóricas de Mr. Keynes (1ª edición). 2007.
• Federalismo fiscal y coparticipación federal (1ª edición). Buenos Aires: Fund. Pro Universidad de la Producción y del Trabajo. 1999. En coautoría con Jorge Capitanich y Mónica Beatriz Zorrilla.