Kirchen var blandt T-Mobile Teams 9 udvalgte til Tour de France 2007, og det var ventet at han ville blive en af Michael Rogers' vigtigste hjælperyttere i bjergene, men da Rogers måtte udgå på den anden bjergetape (8. etape) ændrede tingene sig. På den etape Rogers måtte udgå på blev Kirchen hjælperytter for Linus Gerdemann, som da ledede sammenlagt, men allerede på næste etape blev det klart at Kirchen var bedre end Gerdemann, og han overtog derfor kaptajnrollen. Det at Team Astana måtte trække sig og Rabobank suspenderede Michael Rasmussen, bidrog til at Kirchen røg op sammenlagt, men det vigtigste enkeltbidrag kom han med selv, da han på den 15. etape cyklede ind på en andenplads og tog over 5 min på de andre i toppen af ranglisten. Denne etape blev vundet af Alexander Vinokourov, som senere blev taget for doping, så Kirchen blev tilkendt sejren efter at også Vinokourovs b-prøve var positiv. På den 16. etape (den sidste bjergetape), havde Kirchen svært ved at følge med de andre klassementryttere, og det så ud til at han ville falde mange placeringer tilbage. Imidlertid fik han god hjælp af Linus Gerdemann opad de første bjerge, og opad Tourens sidste bjerg klarede han at finde sit eget tempo frem for at hænge med de andre, noget som begrænsede tidstabet. Den solide indsats gjorde at han kun tabte 1 placering på denne etape, selv om han måtte slippe hovedfeltet opad alle bjergene. På den sidste enkeltstart (19. etape) blev han truet af Yaroslav Popovych, men han klarede at holde sig under med 12 sekunder sammenlagt, og endte dermed på 7. pladsen, noget som definitivt er karrierehøjdepunktet til dato for luxemburgeren. I et interview med T-Mobile Teams officielle hjemmeside gav han udtryk for at han synes placeringen var fortjent og at han og holdet havde arbejdet meget hårdt for den. Fra 2010 kører Kim Kirchen på Team Katusha.