Kyrgios giành chức vô địch ITF thiếu niên đầu tiên ở Fiji vào tháng 6 năm 2010.[28] Anh bắt đầu thi đấu thường xuyên hơn trong các tour đấu trẻ vào năm 2011, và lần đầu thi đấu Grand Slam tại Úc Mở rộng 2011. Trong năm 2012 anh giành hai chức vô địch grand slam đôi và vươn lên vị trí thứ ba trên bảng xếp hạng trẻ thế giới, mặc dù sau đó phải rút lui khỏi vòng Wildcard Playoff của nam tại Úc Mở rộng 2013 do chấn thương.[29] Trong năm 2013, anh giành vị trí số 1 trẻ thế giới sau khi đánh bại Wayne Montgomery ở chung kết Traralgon International.[30] Một tuần sau anh tham dự giải Úc Mở rộng với tư cách hạt giống số ba đơn nam trẻ và lọt vào chung kết với tay vợt Australia đồng hương Thanasi Kokkinakis. Sau khi cứu hai set point ở set đầu tiên, Kyrgios giành chức vô địch grand slam trẻ đầu tiên và duy nhất của anh trong sự nghiệp.[31]