Historyk literatury, krytyk i eseista; profesor Uniwersytetu Jagiellońskiego (w l. 1963-1965 prorektor UJ), współzałożyciel Instytutu Badań Literackich PAN (dyr. 1953-1970), redaktor naczelny miesięcznika ,,Twórczość” (1945-1950), współpracownik tygodnika „Odrodzenie” (1946-1948).

Po odbyciu studiów magisterskich na polonistyce UJ (1928-1932, m.in. u Ignacego Chrzanowskiego, Kazimierza Nitscha, Stefana Kołaczkowskiego) przebywał jako stypendysta Funduszu Kultury Narodowej w Belgii i Francji (1933-1934); uzyskał tytuł doktorski na podstawie pracy Studia nad programem Młodej Polski w 1937 r., habilitację w 1946 r., w 1948 r. został profesorem UJ. W czasie II wojny światowej (zatrudniony formalnie w tartaku swego ojca w rodzinnych Krzeszowicach) uczestniczył w konspiracyjnym życiu literackim i publicystycznym oraz tajnym nauczaniu na poziomie licealnym oraz uniwersyteckim, w Krzeszowicach i Krakowie. Po wojnie na Uniwersytecie Jagiellońskim prowadził seminarium historycznoliterackie; krąg wykształconych przez Wykę polonistów stworzył tzw. krakowską szkołę krytyki. Jego uczniami byli wybitni historycy, teoretycy i krytycy literatury: Jan Błoński, Ludwik Flaszen, Stanisław Grzeszczuk, Marian Inglot, Mieczysław Inglot, Andrzej Kijowski, Henryk Markiewicz, Konstanty Puzyna, Włodzimierz Maciąg i in. Kazimierz Wyka zajmował się w swych pracach polską literaturą XIX i XX wieku (a także historią sztuki, m.in. malarstwem Jacka Malczewskiego oraz Tadeusza Makowskiego). Pozostając pod ideowym patronatem Cypriana Norwida i Stanisława Brzozowskiego, był zwolennikiem szeroko pojętego realizmu w literaturze oraz podkreślał społeczno-moralną odpowiedzialność literatury (a także krytyki literackiej), ujmowaną w kategoriach laickiego personalizmu. Napisał również tom opowiadań (wyd. 1978) oraz zbiór pastiszów i parodii Duchy poetów podsłuchane (wyd. 1959). Do jego najważniejszych prac edytorskich należy wydanie krytyczne Krzysztofa Kamila Baczyńskiego Utworów zebranych (wyd. 1961; w tym samym roku ukazała się jego książka biograficzna o poległym w Powstaniu Warszawskim poecie); antologia Z lat wojny. Poezja polska 1939-1945 (1945) oraz wydane pod jego redakcją w IBL: Obraz literatury polskiej XIX i XX wieku i Historia literatury polskiej.