Elève de l’Ecole Normale Supérieure de Cachan, Cyrille Costentin a effectué sa thèse sur l’étude des mécanismes des réactions S_RN1 sous la direction de J-M. Savéant et P. Hapiot à l’Université Paris Diderot (1997-2000), puis un stage postdoctoral à l’Université de Rochester (2001). Il est ensuite recruté Maître de Conférences au Laboratoire d’Electrochimie Moléculaire de l’Université Paris Diderot où il travaille en étroite collaboration avec J-M. Savéant et M. Robert et est nommé Professeur en 2007. De 2016 à 2019, il est Visiting Scholar à l’Université de Harvard dans le groupe de D. Nocera. Depuis 2019, il est en délégation au Département de Chimie Moléculaire (DCM) de l’Université de Grenoble Alpes où il est nommé Professeur par mutation en 2022 et au sein duquel il a contribué à créer une nouvelle équipe « Electrochimie Moléculaire et Photochimie Redox » (EMPRe).

Ses travaux de recherche se situent dans le domaine de la Chimie-Physique et utilisent l’outil électrochimique, d’une part pour mettre à jour des éléments de la réactivité chimique associée au transfert d’électron et d’autre part pour élucider les mécanismes physico-chimiques gouvernant la catalyse de réactions électrochimiques et le stockage de charge. Ces travaux permettent un développement de l’outil électrochimique lui-même, en particulier la voltammétrie cyclique ; ils s’étendent désormais aux processus de photochimie redox. Ses recherches dans le domaine de l’électrochimie moléculaire se sont tout d’abord concentrées sur la description de l’association entre transfert d’électron et coupure de liaison et en particuliers sur le couplage électron-proton. Les concepts développés ont trouvé une application dans le domaine de la catalyse moléculaire de réactions électrochimique et tout particulièrement pour l’activation de petites molécules (réductions de CO₂, O₂ ou N₂O, production de H₂, oxydation de l’eau).