Pada usia lima belas tahun, Kirilenko mulai bermain basket profesional di Liga Super Basket Rusia. Dia menghabiskan tiga tahun bersama CSKA Moscow dari tahun 1998 hingga 2001, memenangkan penghargaan MVP liga Rusia pada tahun 2000. Pada tahun 2001, Kirilenko bergabung dengan Utah Jazz, yang menyusunnya secara keseluruhan dua puluh empat pada tahun 1999. Ia menjadi pemain Rusia pertama yang dipilih di pertama putaran draft dan pemain termuda Eropa disusun. Dia menjadi Tim Pertama NBA All-Rookie setelah musim pertamanya, adalah Tim All-Defensive NBA yang memilih tiga kali dan bermain di All-Star Game 2004. Selama lockout NBA 2011, Kirilenko menghabiskan satu tahun lagi dengan CSKA Moscow, memimpin mereka ke Final EuroLeague 2012. Pada tahun yang sama, ia dinobatkan sebagai Pemain Paling Berharga dalam kompetisi, meraih seleksi tim utama All-EuroLeague dan memenangkan penghargaan Pembela Terbaik EuroLeague.
