Explosioner skedde i staden en stund efter att det ukrainska flygvapnet hade varnat för attacker med ballistiska robotar och drönare på flera håll i landet.
Bilder från nedslagsplatsen i Kiev – en korsning i ett tätbebyggt område – visar hur fasaden på ett stort flervåningshus har slagits sönder helt. På bottenvåningen ses de utbrända resterna av en snabbmatsrestaurang.
I ett tidigt skede rapporterades fyra dödsfall, men det reviderades senare till tre.
Rysslands militär hävdar att anfallet riktades mot ett militärt mål, en robottillverkare, och meddelar att det ska ses som en hämnd efter ukrainska anfall med amerikanska Atacms-robotar mot Ryssland.
Ukrainas utrikesminister Andrij Sybiha kallar attacken avskyvärd och säger att det visar att Rysslands president Vladimir Putin inte vill ha fred.
Även en huvudvattenledning ska ha skadats i attacken. Fönster till bostadshus har blåsts ut och en entré till en tunnelbanestation har skadats, uppger den statliga räddningstjänsten. Den drabbade tågstationen, Lukjanivska, har stängts och tåg passerar utan att stanna.
