Kilián Ignác Dienzenhofer se narodil 1. 9. 1689 v Praze. Pocházel z rozvětvené rodiny bavorských architektů.
Studoval na jezuitském gymnáziu v Praze a pak na pražské univerzitě matematiku a filozofii.

Roku 1708 absolvoval studijní cestu do Rakouska, aby se seznámil s vídeňskou architekturou. Navštívil také Itálii, Francii a Anglii. V roce 1716 se vrátil do Prahy, kde pracoval pod otcovým vedením.
Kilián Ignác Dienzenhofer byl spolu se svým současníkem sochařem F. M. Brokoffem tvůrcem vrcholných staveb pražského baroka. Navázal na dílo svého otce Kryštofa, na tradici dynamického baroka a často byl pod vlivem Jana Blažeje Santiniho a rokoka.
Nevychoval žádného následníka. Nikdy nenabyl velkého bohatství - roku 1745 byl dokonce z tohoto důvodu nucen odmítnout šlechtický titul.

Zakázky dostával od církve i od šlechticů a měšťanů. Je autorem mnoha kostelů, například sv. Jana Nepomuckého na Hradčanech, kláštera a kostela sv. Hedviky ve Wahlstadtu, kostela sv. Václava v Broumově, konventu kláštera benediktinů v Broumově, kostela sv. Mikuláše na Starém Městě pražském, kláštera voršilek v Kutné Hoře, východní části s kupolí a věží kostela sv. Mikuláše na Malé Straně v Praze, dostavby Lorety.

Kromě toho vystavěl řadu jiných církevních staveb například v Polici, Plasích, Karlových Varech, Kladně atd. Ze světských staveb, jejichž byl Kilián Ignác Dienzenhofer architektem a jejichž soupis dosud není úplný, vyniká palác Kinských na Staroměstském náměstí, kde je dnes umístěna grafická sbírka Národní galerie. Mezi další jeho významné stavby patří například vila Amerika v Praze, letohrádek Portheimka, palác Silva Tarouca.

Dienzenhofer byl umělcem ryze českým. Za svůj mateřský jazyk považoval češtinu, uměl ale také latinsky, italsky, francouzsky, anglicky a německy. Byl nejznámějším architektem českého baroka.

Kilián Ignác Dienzenhofer zemřel 18. 12. 1751 v Praze.