Över 40 personer har skadats, varav fler än 30 förts till sjukhus, enligt Kievs borgmästare Vitalij Klytjko. Bland de dödade finns en amerikansk medborgare, uppger han vidare.
Explosioner dånade i flera av Kievs stadsdelar i flera omgångar under natten, enligt lokala myndigheter.
Två flerfamiljshus skadades i attackerna, bränder har uppstått på flera platser och räddningspersonal söker ännu efter människor som kan ha begravts under rasmassor, enligt de lokala myndigheterna.
Minst 13 personer har förts till sjukhus i regionen Odessa i södra Ukraina, skriver guvernören Oleh Kiper. Bostadshus och annan civil infrastruktur skadades i attackerna och människor befaras ligga i rasmassor.
Flera explosioner har också hörts i Zaporizjzja i sydöstra Ukraina, enligt guvernören där. Även Tjernihiv i nordöstra Ukraina har attackerats med kryssningsrobotar, enligt lokala myndigheter.