Napjainkban közigazgatásilag már Sepsiszentgyörgyhöz tartozó, régi háromszéki település. (Nem azonos a gyergyói Kilyénfalvával.) Neve az 1330-as pápai tizedjegyzékben bukkan fel először. A falu délnyugati határában 4. századi település maradványai kerültek felszínre. A lelet azt igazolja, hogy a terület több mint másfélezer éve lakott.
Az unitárius templom Kilyén legrégibb építészeti emléke, a 13. század végén a 14. század elején épült. Az 1334-ben már plébániatemplomként nyilvántartott, eredetileg román stílusú épületet a 15. században gótikus stílusban átépítették. A kilyéni unitárius templom napjainkig a környék legjelentősebb gótikus műemléke. Szentségtartó fülkéje 1497-ból való. Azonos évszámot visel a templom falába beépített, díszesen faragott kőtábla is. A Szent László legendát, illetve két újszövetségi eseményt: a Kánai mennyegzőt és az Utolsó vacsorát ábrázoló, feltehetően a 15. századból származó freskókat a közelmúltban befejeződött felújításkor restaurálták.
Az 1977-es földrengéskor a templom súlyosan megsérült, és bezárták. Már-már úgy tűnt menthetetlenül elpusztul. Szerencsére a román, illetve a magyar kulturális tárca pénzügyi támogatásával 1994-ben, a tetőszerkezet és a harangtorony megerősítésével, elkezdődtek a helyreállítási munkálatok. A rekonstrukció során egy gótikus keresztelő medence és számos faragott kő került elő, többek között a déli oldal kapujának 1497-ből származó teljes kőkerete. (Korábban a kapukeret záróköve, amelyről Orbán Balázs is említést tett, a templom nyugati oldalába volt beépítve.) A helyreállításban magyarországi szakemberek is részt vettek.
Sepsikilyén három építészettörténeti értékű épülettel büszkélkedhet. Egyik a 18. században épült Szilágyi-kúria, másik az 1813-ból származó Czakó-ház, harmadik az 1820-ban empire stílusban emelt Székely-Potsa-kúria.
Freskóit a kiskunfélegyházi születésű – s méltatlanul háttérbe szorított – Huszka József tárta fel 1885-ben (A fotók közt szereplő két freskó akvarellje tőle származik.) A lelkes és fáradhatatlan rajztanár, festőművész, művészettörténész, restaurátor és etnográfus Rómer Flóris ikonográfiai tanulmányai alapján elindulva és Orbán Balázs, illetve helyi közlők adatait felhasználva egyedülálló kutatást végzett a Székelyföldön a 19. század nyolcvanas és kilencvenes éveiben. Ikonográfiai elemzései ugyan ma már túlhaladottak, ám kitűnő rajzai révén több – időközben elpusztult – falképet sikerült megőrizni az utókor számára. Rajztanárként olyan kiváló akvarell-másolatokat készített a feltárt középkori falképekről, hogy ezek alapján hitelesnek tűnik az állítás, miszerint: a gelencei, a homoródszentmártoni és a sepsibesenyői falképek Szent László-legenda ábrázolásai egyetlen mesternek vagy műhelynek tulajdoníthatók. Remek másolatai alapján állították helyre – csaknem száz év múltán – az időközben visszameszelt vagy visszavakolt sepsibesenyői, székelydályai falképek, illetve a sepsikilyéni unitárius műemléktemplom freskóinak restaurálását.