14 июля 2017 года Уокер подписал контракт с «Манчестер Сити». Соглашение рассчитано на 5 лет. Защитник будет выступать под вторым номером. «Манчестер Сити» повторил рекорд «Пари Сен-Жермен», который в 2014 году за £ 50 млн приобрёл у «Челси» Давида Луиса. Тогда бразилец стал самым дорогим защитником в мире. 6 ноября 2019 года в матче группового этапа Лиги Чемпионов против «Аталанты» Уокер на 88-ой минуте вышел на замену вместо Рияда Мареза, встав в ворота вместо получившего красную карточку голкипера «горожан» Клаудио Браво. Кайл совершил одно из ключевых спасений в матче, отбив удар со штрафного, матч закончился со счётом 1:1. 19 июня 2019 года контракт был продлен на два года до лета 2024 года.