Kilder i politiet melder ifølge nyhetsbyrået AFP om 25 omkomne og 79 sårede.
Kirkuk ligger 250 kilometer nord for Bagdad.
Den første bomba var festet til en politibil. Da sikkerhetsstyrker og redningsmannskaper var kommet fram til ulykkesstedet, eksploderte to nye bilbomber.
De to siste eksplosjonene var kraftigere enn den første.
Mandag ble to nordmenn skadd da en veibombe eksploderte i Bagdad.
Trolig Al Qaida
Det er trolig Al Qaida i Irak som står bak angrepet, ifølge generalmajor Jamal Tahir, politisjef i Kirkuk.
Kirkuk ligger 250 kilometer nord for Iraks hovedstad Bagdad.
Byen har en etnisk blandet befolkning og ligger i et område som både sentrale myndigheter i Irak og de kurdiske selvstyremyndighetene nord i landet gjør krav på.
Amerikanske tjenestemenn har lenge understreket at striden om Kirkuk er en av de alvorligste truslene mot Iraks stabilitet.
