W latach 1911-19 uczęszczał do Wyższej Szkoły Muzycznej przy Warszawskim Towarzystwie Muzycznym, gdzie uzyskał dyplom z kompozycji w klasie Felicjana Szopskiego. Studiował również filozofię i prawo na Wydziale Filozoficznym Uniwersytetu Warszawskiego oraz muzykologię pod kierunkiem Adolfa Chybińskiego na Uniwersytecie Lwowskim.
W 1921 objął posadę nauczyciela w Konserwatorium Muzycznym Heleny Kijeńskiej-Dobkiewiczowej w Łodzi, gdzie do 1925 wykładał harmonię, kontrapunkt, solfeż, formy muzyczne i instrumentoznawstwo. W 1925 otrzymał stypendium Ministerstwa Wyznań Religijnych i Oświecenia Publicznego i podjął roczne studia u Nadii Boulanger w Paryżu, które kontynuował jeszcze krótko w 1930. Po powrocie do kraju pracował najpierw, w latach 1926-27, w Państwowym Konserwatorium Muzycznym w Poznaniu, a następnie od 1927 do 1939 w Państwowym Konserwatorium Muzycznym w Warszawie. W latach 1928-33 wraz z Adolfem Chybińskim był współredaktorem "Kwartalnika Muzycznego", przekształconego następnie w czasopismo "Muzyka Polska". W 1928 razem z Tadeuszem Ochlewskim, Bronisławem Rutkowskim i Teodorem Zalewskim założył Towarzystwo Wydawnicze Muzyki Polskiej. Ponadto był członkiem założycielem, a od 1932 członkiem Zarządu Stowarzyszenia Kompozytorów Polskich, w latach 1928-30 zastępcą prezesa Sekcji Polskiej Międzynarodowego Towarzystwa Muzyki Współczesnej.
W czasie II wojny światowej, w latach 1940-44, był dyrektorem Staatliche Musikschule w Warszawie (pod tą nazwą wznowiono działalność Państwowego Konserwatorium Muzycznego). Po wojnie w 1945 początkowo zamieszkał w Łodzi, gdzie był profesorem harmonii, kontrapunktu i kompozycji w Państwowej Wyższej Szkole Muzycznej, pełniąc kolejno funkcję dziekana Wydziału I (1945-47) i rektora (1947-54). Od 1948 do 1950 uczył także kontrapunktu w Państwowej Średniej Szkole Muzycznej w Łodzi. W 1951 podjął pracę w Państwowej Wyższej Szkole Muzycznej w Warszawie, gdzie zamieszkał na stałe od 1954. W latach 1957-66 był rektorem warszawskiej uczelni.
Uczniami Kazimierza Sikorskiego byli najwybitniejsi polscy kompozytorzy, m.in. Grażyna Bacewicz, Tadeusz Baird, Marian Borkowski, Stefan Kisielewski, Zygmunt Krauze, Jan Krenz, Roman Maciejewski, Artur Malawski, Tadeusz Paciorkiewicz, Andrzej Panufnik, Konstanty Regamey, Kazimierz Serocki. Do grona jego wychowanków w dziedzinie teorii muzyki należą m.in. Maria Dziewulska, Krzysztof Antoni Mazur, Krystyna Tarnawska-Kaczorowska, Franciszek Wesołowski, Zbigniew Wiszniewski.
Pełnił wiele funkcji: w latach 1954-59 był prezesem Związku Kompozytorów Polskich, w 1965 przewodniczącym Polskiej Rady Muzycznej, w latach 1972-80 prezesem Zarządu Towarzystwa im. Fryderyka Chopina, od 1980 prezesem honorowym. W 1956 brał udział w organizowaniu po raz pierwszy Festiwalu "Warszawska Jesień".
Otrzymał wiele nagród i odznaczeń, m.in.: Państwową Nagrodę Muzyczną (1935), Order Polonia Restituta (1937), Nagrodę Państwową I i II stonia (1951, 1955, 1964, 1966), Nagrodę Związku Kompozytorów Polskich (1951, 1975), Złoty Krzyż Zasługi (1952), Krzyż Komandorski Orderu Odrodzenia Polski (1955), Order Sztandaru Pracy I klasy (1960), Nagrodę Fundacji Jurzykowskiego (1981). W 1975 roku Państwowa Wyższa Szkoła Muzyczna w Warszawie nadała mu tytuł doktora honoris causa.
Ważniejsze kompozycje:
- "Motet" na chór i orkiestrę smyczkową (1915)
- "Kwartet smyczkowy nr 1" (1915)
- "Motet" na chór i organy (1915)
- "Psalm VII" na chór i orkiestrę smyczkową (1915)
- "Suita" na orkiestrę smyczkową (1917)
- "Kwartet smyczkowy nr 2" (1918)
- "Symfonia nr 1" (1919)
- "Sekstet smyczkowy d-moll" na dwoje skrzypiec, dwie altówki i dwie wiolonczele (1920)
- "Suita ludowa" na orkiestrę (1921)
- "Symfonia nr 2" (1921)
- "Czemuście mnie", śląska pieśń ludowa na chór mieszany a cappella (1934)
- "Kwartet smyczkowy nr 3" (1939)
- "Stabat Mater" [wersja I], oratorium na bas, chór mieszany i organy (1943)
- "Uwertura" na małą orkiestrę (1945)
- "Obrazki wiejskie", suita na małą orkiestrę (1945)
- "Allegro symfoniczne" na orkiestrę (1946)
- "Koncert na klarnet i orkiestrę" (1947)
- "Leć głosie po rosie", kurpiowska pieśń ludowa na chór mieszany a cappella (1947)
- "Na środku pola", kurpiowska pieśń ludowa na chór mieszany a cappella (1947)
- "Mazurek kurpiowski" na chór mieszany a cappella (1947)
- "Hej, zabujały", pieśń ludowa rekrutów z czasów niewoli na chór mieszany a cappella (1947)
- "Pójdziesz ty", kujawska pieśń ludowa na chór mieszany a cappella (1947)
- "Koncert na róg i małą orkiestrę" (1948-49)
- "Suita z Istebnej" na małą orkiestrę symfoniczną (1948-51)
- "Mazurek" [wersja I] na głos i fortepian (1949)
- "Matulu moja", pieśń na głos i fortepian (1949)
- "Stabat Mater" [wersja II], oratorium na cztery głosy solowe, chór i wielką orkiestrę (1950)
- "Mazurek" [wersja II] na głos i orkiestrę (1950)
- "Symfonia nr 3 w formie Concerto grosso" (1953-55)
- "Uwertura popularna" na orkiestrę (1954)
- "Koncert na flet i orkiestrę" (1957)
- "Koncert na trąbkę, orkiestrę smyczkową i perkusję" (1960)
- "Six Old Polish Dances" na orkiestrę (1963)
- "Koncert polifoniczny" na fagot i orkiestrę (1965)
- "Koncert na obój i orkiestrę" (1967)
- "Symfonia nr 4" (1968-69)
- "Koncert na puzon i orkiestrę" (1973)
- "Cztery polonezy wersalskie" na orkiestrę smyczkową (1974)
- "Symfonia nr 5" (1978-79)
- "Trzy kanony na jeden temat" na orkiestrę smyczkową (1981)
- "Symfonia nr 6" (1983)
Polskie Centrum Informacji Muzycznej, Związek Kompozytorów Polskich, styczeń 2005 r.
