Yeditepe Üniversitesi Tiyatro bölümünden mezundur. İstanbul Devlet Tiyatrosu’nda birçok oyunda rol alan oyuncu, öğrencilik yıllarında birkaç reklam filminde de rol almıştır. Devlet Tiyatroları Sanatçısı olarak 2005 yılından beri görev yapmaktadır.

Cem Zeynel Kılıç’ın rol aldığı Sessizliğin İçinden oyunundan bir sahne.

İlk oyunculuk deneyimini 1999-2001 yılları arasında yayınlanan Yılan Hikayesi dizisi ile yaşayan Cem Zeynel Kılıç, ardından Renkli Dünyalar, Bir İstanbul Masalı, Her Şey Yolunda, El Bebek Gül Bebek, Köprü, Hayat Türküsü, Kızlar Yurdu, Masum, Bartu Ben gibi yapımlarda yer almıştır.