Sivas'ın Gürün ilçesinde doğdu. Gürün'de Mollavelioğlu diye tanınan bir aileye mensuptur. Üç yaşında babası Abdullah Bey'in, bir yıl sonra da annesi Zeliha Hanım'ın vefatıyla küçük yaşta yetim kaldı, dedesi ve dayılarının himayesi altında yetişti. İlk öğrenimini bu kasabada yaptı, ortaokulu Sivas'ta bitirdi. Erzurum'da başladığı lise tahsilini İstanbul'da Kabataş Erkek Lisesi'nde tamamladı (1942). İstanbul Üniversitesi Edebiyat Fakültesi ile Yüksek Öğretmen Okulu'nun Türk Dili ve Edebiyatı bölümlerini bitirdikten sonra (1947) İzmit, Trabzon ve Adana liseleriyle Gazi Eğitim Enstitüsü'nde edebiyat öğretmenliği yaptı. 1951'de Paris Sorbonne Üniversitesi Mukayeseli Edebiyat Kürsüsü'nde "Lamartine'de İstanbul" konusu üzerine hazırladığı "doctorat d'université" ile edebiyat doktoru unvanını aldı (tezinin özet olarak Türkçe neşredilen bir kısmı için bk. Kaya Bilgegil, "Lamartine'e Göre İstanbul", İstanbul Enstitüsü Dergisi, I, İstanbul 1955, s. 109-122). Dönüşünde bir müddet daha Gazi Eğitim Enstitüsü'nde öğretim faaliyetine devam ettikten sonra 1966'da yeni Türk edebiyatı doçenti olarak Erzurum Atatürk Üniversitesi Edebiyat Fakültesi'ne tayin edildi. 1970'te profesörlüğe yükseldi. Aynı üniversitenin İslâmî İlimler Fakültesi'nde kurucu dekan olarak görev yaptı. İstanbul kütüphanelerinde daha iyi çalışabilmek için Mimar Sinan Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi'ne geçti (7 Kasım 1984). Sağlık durumu dolayısıyla 21 Temmuz 1986'da emekli oldu. 21 Ekim 1987'de vefat etti, mezarı Karacaahmet'te Osman Şems Efendi'nin kabri yakınındadır.
Öğrencilik ve gençlik yıllarında Yedigün, Değirmen ve Türk Yurdu gibi dergilerde şiirler yayımlayan Bilgegil, hayatı boyunca bu ilgisini bir sanat zevki olarak devam ettirmişse de bunları kitap haline getirmemiştir. Bir araştırmacı olarak çalışmaları daha önemlidir. Henüz fakülte öğrencisi iken Darendeli saz şairi Kusûrî hakkında hazırladığı ve kendisinin ilk kitabı olan araştırması, halk edebiyatı alanında metotlu ve ilmî bir çalışma olarak dikkat çekti. Yine aynı yıllarda neşrettiği ve mensur şiir tarzının son güzel örneklerini veren Cehennem Meyvası adlı kitabının "Şiir ve Mâbâdi" adını taşıyan uzun giriş kısmı, mistik ve şairane tarafları ağır basan önemli bir şiir estetiği nazariyatıdır (poetika). Kaya Bilgegil'in ilmî araştırmada verimli yılları Gazi Eğitim Enstitüsü ile Atatürk Üniversitesi'ndeki öğretim üyeliği yıllarına rastlar (1959-1980).
Dar bir alanda ihtisas sahibi olmak yerine diğer disiplinlere yabancı kalmamak gerektiği kanaatinde olan Kaya Bilgegil Türk edebiyatının çeşitli alanlarına ilgi duyduğu gibi ayrıca edebiyat ve siyaset tarihimizi ilgilendiren arşiv vesikaları üzerinde de önemli çalışmalar yapmıştır. Ziyâ Paşa hakkında hazırladığı monografisi ve özellikle Yeni Osmanlılar üzerindeki çalışmaları onun bu taraflarını aksettiren örneklerdir. Yerli arşivimizin yanı sıra Avrupa arşivlerinde de araştırmalarda bulunan Kaya Bilgegil Yeni Osmanlılar tarihine de değerli bilgiler kazandırmıştır. Son olarak 1981'de Fransa'da yaptığı etraflı arşiv çalışmasının neticelerini ortaya koymaya imkân bulamamıştır. Gazi Eğitim Enstitüsü İnceleme ve Araştırma Dergisi, Atatürk Üniversitesi Edebiyat Fakültesi Araştırma Dergisi, Kubbealtı Akademi Mecmûası gibi dergilerle Zafer, Son Havadis, Orta Doğu gibi gazetelerin sayfalarında kalmış diğer yazıları da onun bazan âlimane, bazan şairane taraflarını aksettiren ve ihmal edilmemesi gereken makaleleridir. Bunlar arasında Yeni İstanbul gazetesinde tefrika edilen "Kaybedilen Topraklar" (1966) adlı uzun yazısı, Osmanlılar'ın Rumeli'den çekilişlerini anlatan duygu yüklü bir tarihî nesir örneğidir.
Eserleri. 1. XVIII.'nci Asır Saz Şairlerinden Kusûrî (İstanbul 1942). 2. Cehennem Meyvası (İstanbul 1944). 3. Abdülhak Hâmid'in Şiirlerinde Ledünnî Meselelerden Allah I: Allah ve Onun Vücûdunu İfade Eden İsimler (İstanbul 1959). Bilgegil bu kitabında, Hâmid'de genel olarak İslâmî ve metafizik problemleri ele aldıktan sonra, bütün şiirlerinde Allah kelimesiyle Allah'ın diğer isim ve sıfatlarının morfoloji, sentaks ve semantik açılarından kullanılış şekillerini gözden geçirmiş, ayrıca bu kavramın fesahat ve belâgat bakımından gösterdiği özellikleri incelemiştir. Esere bu bahisleri değerlendiren şemalar ve istatistik cetvelleriyle daha da müşahhas bir özellik kazandırılmıştır. Yazar tarafından eserin Hâmid'de dinî ve metafizik meselelerin kaynağının araştırılacağı bildirilen ikinci cildinin neşri ise gerçekleşememiştir. Yakın devir edebiyatımız için teoloji-stilistik bağlantılı bir çalışma olarak önem taşıyan eser alanında benzeri yapılmamış bir araştırma örneğidir. 4. Türkçe Dilbilgisi. Önce Türkçe Dilbilgisi, Edebiyat Bilgi ve Teorilerine Giriş adıyla iki fasikül halinde yayımlanan eserde (Ankara 1964) yalnız dilbilgisi konuları yer almış, daha sonra aynı muhtevayla Türkçe Dilbilgisi adıyla tekrar yayımlanmıştır (İstanbul 1982, 1984). 5. Ziyâ Paşa Üzerinde Bir Araştırma (İstanbul 1970; Ankara 1979). 6. Tevfik Fikret'in İlk Şiirleri (Erzurum 1970). 7. Mehmed Âkif, Resmî Hal Tercümesi, Basılmamış Bazı Mektup ve Manzûmeleri (1971). 8. Harâbât Karşısında Nâmık Kemâl (İstanbul 1972). Bu çalışma edebiyat tarihimizde Ziyâ Paşa'nın Harâbât adındaki antolojisi etrafında cereyan eden çok ünlü polemiğin kronolojik ve her bakımdan tenkidî bir dosyasını ortaya koymaktadır. Meseleyi özellikle fesahat ve belâgat ilimleri açısından değerlendiren eser, yaygın kanaatlerin aksine, Nâmık Kemal'in Ziyâ Paşa'yı tenkitlerinde haklı olmadığını, eski edebiyat kültürüne de zannedildiği gibi tam bir hâkimiyet ve vukufu bulunmadığını meydana çıkarmıştır. 9. Şâir Şinâsi, Hal Tercümesi Üzerinde Küçük Bir Araştırma (İstanbul 1972). 10. Rönesans Çağı Cihan Edebiyatında Türk Takdirkârlığı (Erzurum 1973). Çok zengin ve geniş bir literatüre ve kütüphane araştırmalarına dayanan bir çalışmadır. 11. Yakın Çağ Türk Kültür ve Edebiyatı Üzerinde Araştırmalar I: Yeni Osmanlılar (Ankara 1976). 12. Yakın Çağ Türk Kültür ve Edebiyatı Üzerinde Araştırmalar II: Müteferrik Makaleler (Erzurum 1980). 13. Edebiyat Bilgi ve Teorileri: Belâgat (Ankara 1980; İstanbul 1989). Bilgegil'in bu kitabı Hâmid ve Nâmık Kemal hakkındaki araştırmalarına temel teşkil eden bilgileri veren ve belâgat meselelerini derli toplu olarak bir araya getiren bir eserdir. Kaya Bilgegil, Şeyh Galib'in Hüsn ü Aşk'ının yeni bir neşri münasebetiyle yazdığı uzun tanıtma yazısında ise (O. Okay ve H. Ayan'ın Şeyh Galib, Hüsn ü Aşk neşrine önsöz, İstanbul 1975, s. VII-XLVII) Şeyh Galib'i, devrini ve mesnevisini yeni bir yorumla ele almaktadır.
Kaynak: Türkiye Diyanet Vakfı İslam Ansiklopedisi