Родился в Майкопе (Адыгейская АО) во время германской оккупации городка. С 1949 года жил в посёлке Васильево под Казанью. Обучался в Казанском художественном училище (1957—1961). Работал учителем рисования и черчения в средней школе, художником-оформителем. Творческое наследство Васильева широко: картины, графика, этюды, иллюстрации, наброски росписи церкви в Омске. Произведения начала 1960-х гг. отмечены воздействием сюрреализма и абстрактного экспрессионизма («Струна», 1963; «Абстрактные композиции», 1963). В конце 1960-х гт. отказался от формалистических поисков, работал в реалистической манере.
Васильев обращался к народному искусству: русским песням, былинам, сказкам, скандинавским и ирландским сагам, к «эддической поэзии». Сделал произведения на мифологические сюжеты, геройские темы славянского и скандинавского эпосов, о Величавой Российскей войне («Маршал Жуков», «Нашествие», «Парад 40 первого», «Тоска по Родине», все — 1974).
Работал также в жанре пейзажа и портрета («Лебеди», 1967; «Северный орёл», 1969; «У колодца», 1973; «Ожидание», 1976; «Человек с филином», 1976). Создатель графической серии портретов композиторов и музыкантов: «Шостакович» (1961), «Бетховен» (1962), «Скрябин» (1962), «Римский-Корсаков» (1962) и других; графического цикла к опере Р. Вагнера «Кольцо Нибелунгов» (1970-е гг.).
Участник республиканской выставки «Художники-сатирики Казани» (Москва, 1963), выставок в Зеленодольске и Казани (1968-76). В 1980-90-е гг. состоялся ряд индивидуальных выставок Васильева в почти всех городках Рф, также в Болгарии, Югославии, Испании. Открыты Мемориальный музей в пгт. Васильево (1996), Картинная галерея в Казани (1996) и Музей Константина Васильева в Москве, в Лианозовском парке (1998). Премия комсомола Татарии им. М. Джалиля за цикл картин о Величавой Российскей войне (в 1988).
Константин Васильев катастрофически умер — был сбит совместно с другом на жд переезде проходящим поездом. Вышло это 29 октября 1976 года. Похоронен в посёлке Васильево . Похоронили Константина в берёзовой роще, в том самом лесу, где он очень обожал бывать.