Kin Fai Mak erwarb 2005 seinen Bachelor of Science in Physik und Mathematik an der Hong Kong University of Science and Technology und 2010 seinen Doktortitel in Physik an der Columbia University. Er blieb bis 2012 als Postdoktorand an der Columbia University, bis er an das Kevli Institute at Cornell for Nanoscale Science wechselte. Im Jahr 2014 wurde Kin Fai Mak Assistenzprofessor an der Pennsylvania State University und kehrte 2018 als Assistenzprofessor an die Cornell University zurück. Dort wurde er 2019 außerordentlicher Professor und 2022 ordentlicher Professor. Er ist Direktor am Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie in Hamburg seit Mitte 2024.
Zu seinen Auszeichnungen gehören Stipendien der Packard Foundation (2016) und der Alfred P. Sloan Foundation (2017), der OCPA Outstanding Young Researcher Award (2016), die Presidential Early Careers Awards for Scientists and Engineers (2019) und das American Physical Society Fellowship (2021). Im Jahr 2022 erhielt er ein Stipendium in Höhe von 1,25 Millionen US-Dollar von der Moore Foundation Experimental Physics Investigators Initiative.