1970 in Bern geboren. Er studierte Fagott bei Ingo Becker an der Musikhochschule Bern, und bei Eckart Hübner an der Musikakademie Basel. 1998 schloss er seine Studien mit dem Solistendiplom ab.

1995/96 absolvierte er ebenfalls an der Musikhochschule Bern ein Studium bei Urs Peter Schneider, mit den Schwerpunkten Komposition und Kammermusik. Er schloss dieses Studium "Mit Auszeichnung" ab. Ebenfalls an der Musikakademie Basel absolvierte er den Studiengang "Elementare Musikpädagogik".

Marc Kilchenmann tritt regelmässig als Solist auf, u.a. mit dem Berner Symphonieorchester, dem Sinfonieorchester Basel, dem Hochschulorchester Bern, dem Ensemble Mauritius, dem Schweizerischen-Jugend-Sinfonie-Orchester und dem Sinfonieorchester Nota bene. Zudem bestritt er diverse Rezitals im In- und Ausland, vornehmlich mit Neuer Musik. Nebst den Klassikern von Mozart, Weber und Hummel spielt er immer wieder auch Raritäten. 1996 führte er das Fagottkonzert von Urs Peter Schneider urauf. 1998 folgte das 'Konzert für Fagott und tiefe Streicher' von Sofia Gubaidulina und 2002 die 'Silhouettes de comédie' von Charles Koechlin, so wie die 'Romance' von Edward Elgar.

Er ist gefragter Orchestermusiker und spielt als Solofagottist bei der basel sinfonietta und seit 1997 als ständige Aushilfe beim Berner Symphonieorchester. In der Saison 2000/2001 war er stellvertretender Solofagottist im Orquesta Filarmonica de Gran Canaria.

Seine besondere Liebe gilt der Kammermusik. Er ist Fagottist im Orpheus-Bläserquintett, dem Ensemble ANTIPODES und bei la strimpellata. Mit dem Ensemble Antipodes war er 1997 Preisträger beim Kammermusikwettbewerb des Migros-Genossenschaftsbundes. Für das Jahr 2006 wurden die Antipoden als erstes Ensemble überhaupt, zum Ensemble in Residence der International Society of Contemporary Music ISCM gewählt.

Besonders interessiert ist er an Neuer Musik. Er wirkte u. a. bei Uraufführungen von Matthias Arter, Miguel Azguïme, Jürg Frey, Thomas Gorbach, Rico Gubler, Erik Janson, Thomas Mattenberger, Nils Méchin, Henri Pousseur, Christian T. Schneider, Urs Peter Schneider, Emiliano Turazzi, Victor Ullmann, Christian Wolff mit. Seine eigenen Stücke erlebten diverse Aufführungen im In- und Ausland.

Marc Kilchenmann unterrichtet an den Musikschulen Thun und Zürich. Seit 2009 ist er zudem Dozent an der Hochschule der Künste Bern. Er ist Vater von zwei Kindern und lebt in Bern.