Родился 10 апреля 1817 г. (29 марта по старому стилю) в селе Ново-Аксаково Бугурусланского уезда Оренбургской губернии (ныне – одноименная область) в дворянской семье. Его отец - Сергей Аксаков (1791-1859) - известный писатель, мать - Ольга Заплатина – домохозяйка, дочь генерал-майора. Младший брат Константина Иван Аксаков в 1860-1880-х гг. был одним из ведущих общественных деятелей славянофильского движения. С 1826 г. Константин Аксаков проживал в Москве.
В 1835 г. он окончил словесное отделение Московского университета.
В 1847 г. защитил магистерскую диссертацию по русской словесности на тему "Ломоносов в истории русской литературы и русского языка".
В 1830-х гг. был участником литературно-философского кружка Николая Станкевича (в него также входили Виссарион Белинский, Михаил Бакунин, Михаил Катков и др.).
В конце 1830-х гг. вошел в круг славянофилов, где его единомышленниками стали Алексей Хомяков, Иван Киреевский и др. С середины 1840-х гг. участвовал во всех литературно-издательских проектах славянофилов. Печатался в "Московском литературном и ученом сборнике" (1846-1847), "Московском сборнике" (1852), журнале "Русская беседа". В 1857 г. был фактическим редактором московской газеты "Молва".
Изложил собственную концепцию русской истории в ряде работ 1840-1850-х гг.: "Голос из Москвы" (1848), "О древнем быте у славян вообще и у русских в особенности" (1852), "О состоянии крестьян в Древней Руси" (1852-1856), "Краткий исторический очерк Земских соборов" (начало 1850-х гг.; статья опубликована в 1862 г.). Аксаков полагал, что до IX века основной формой общежития у славян была "земля", "община". Внешняя опасность заставила славянские племена призвать на защиту "государство", под которым историк понимал в первую очередь варягов. По мнению Аксакова, особый путь исторического развития России состоял в том, что народ и власть сосуществовали на протяжении истории как "отдельные, но дружественные союзные силы". Подтверждение своих взглядов историк видел в деятельности Земских соборов XVI-XVII вв. По Аксакову, равновесие "земли" и "государства" было разрушено в начале XVIII века реформами Петра I. Так как преобразования коснулись лишь высших классов общества, дворянство оказалось оторванным от народа, возник конфликт между высшим классом и хранителем национальных традиций - крестьянством.
В 1855 г. Константин Аксаков подал императору Александру II "Записку о внутреннем состоянии России" (опубликована в 1881 г.), в которой предложил собственную программу реформ. Среди мер, необходимых для восстановления "древнего отношения государства и земли", Аксаков предлагал ликвидацию крепостного права, созыв всесословного совещательного Земского собора, обеспечение свободы слова, мнений и др. При этом Аксаков, негативно оценивая опыт европейских революций 1848 г., высказывался против конституционных ограничений самодержавия. По его мнению, конституция представляет собой "осуществленную ложь и лицемерие", а республика - "самую вредную правительственную форму".
В 1856 г. в работе "О русском воззрении" Аксаков выступил с критикой отождествления европейской и общечеловеческой культуры. Он призывал современников сохранять культурную самобытность, освободить российскую общественную мысль "из плена, в который отдались мы Западной Европе".
В 1840-1850-х гг. публикации работ Константина Аксакова, как и других славянофилов (например, Юрия Самарина), неоднократно запрещалась цензурой. Многие статьи были напечатаны только после его смерти. В декабре 1850 г. цензура запретила патриотическую драму Аксакова "Освобождение Москвы в 1612 году" (1848) после ее премьеры на сцене московского Малого театра. В декабре 1852 г. император Николай I распорядился, "чтобы все цензурные комитеты обращали особое внимание на сочинения в духе славянофилов, не дозволяли к напечатанию ни отдельных книг, ни журнальных статей, в которых рассуждается… о том, будто бы власть древних князей наших была ограничена упомянутыми общинами, земскою дружиною, вольницей народа".
Аксаков был инициатором пропаганды идей культурной самобытности в форме отказа от западноевропейских фасонов одежды (сюртуков, шляп, фраков и др.) и демонстративном ношении русского национального платья. С осени 1843 г. он ходил по Москве в сшитом по древнерусским образцам длиннополом зипуне (полукафтане), а также отпустил бороду, которую считал "частью русской одежды", отнятой по приказу Петра I. В качестве ответной правительственной меры в апреле 1849 г. специальным циркуляром дворянам было запрещено ношение бород. С Константина Аксакова и его отца были взяты персональные расписки, по которым они обязывались не появляться в общественных местах "в русской одежде".
Как лирический поэт Константин Аксаков дебютировал в 1832 г. Позднее писал гражданскую лирику, в которой нашли отражение его убеждения (стихотворения "Союзникам", 1844 г.; "Петру", 1845 г.; "Москва", 1845 г.; "Безмолвна Русь", 1846 г.; др.). Переводил произведения Иоганна Фридриха Шиллера, Иоганна Гёте, Адама Мицкевича и др. С 1830-х гг. публиковался в журналах "Телескоп", "Московский наблюдатель", "Отечественные записки".
С 1842 г. выступал с литературно-критическими работами, первой из которых стала брошюра "Несколько слов о поэме Гоголя: Похождения Чичикова, или Мертвые души" (1842). Позднее писал о произведениях Ивана Тургенева, Федора Достоевского и др. В 1857 г. опубликовал "Обозрение современного состояния литературы".
В 1855 г. написал мемуары "Воспоминания студенчества 1832-1835 годов" (опубликованы с купюрами в 1862 г.).
В 1858 г. был избран действительным членом Общества любителей Российской словесности.
Помимо исторических и критических работ, Аксаков занимался лингвистикой, в первую очередь исследованием грамматики русского языка. Часть его незавершенного исследования "Опыт русской грамматики" была опубликована в 1860 г.
Константин Аксаков скончался 7 (19) декабря 1860 г. от туберкулеза на острове Занте (Ионическая республика; ныне - Закинф, Греция). Был похоронен в некрополе московского Симонова монастыря. После его разрушения в 1930-х гг. могила Константина Аксакова была перенесена на Новодевичье кладбище.
В 1860-1880 гг. были изданы три тома полного собрания сочинений Константина Аксакова.