Beslutet kommer sedan den nederländska regeringen avrått från resor till landet och uppmanat sina medborgare att lämna Ukraina. Bakgrunden är det oroliga läget och oron för en rysk storinvasion i landet.
"Nästa flyg till huvudstaden Kiev är schemalagd till i kväll men kommer inte att avgå", säger KLM i ett uttalande på lördagen.
Sedan slutet av januari har flygbolagets anställda inte heller stannat i Kiev över natten utan flugit tillbaka med vändande flyg på grund av läget.
KLM Royal Dutch Airlines är det nationella flygbolaget i Nederländerna och en del av Air France-KLM.