Сын императора Николая I, он предназначался отцом для управления морскими силами России и еще в раннем детстве был произведен в генерал-адмиралы. Однако Константин вырос человеком необыкновенной умственной и эмоциональной силы, проявил недюжинное стремление к самообразованию, а круг его познаний и интересов оказался намного шире предначертанных ему рамок.

Воспитателем великого князя был выдающийся русский моряк и ученый-географ Ф.П. Литке, под началом которого Константин совершил несколько плаваний по европейским морям. По инициативе Литке, он стал президентом учрежденного в 1845 г. Русского географического общества, из стен которого вышло немало ярких государственных и общественных деятелей России: братья Милютины, П.А. Валуев, А.В. Головнин, П.П. Семенов-Тян-Шанский и др.

В 1849 г. Константин Николаевич участвовал в Венгерском походе, где выполнял отдельные военные поручения главнокомандующего генерал-фельдмаршала И.Ф. Паскевича. При этом он проявил снисходительность к побежденным повстанцам и лично оказывал первую помощь раненым. За мужество и храбрость его наградили орденом св. Георгия 4-й степени. В конце 40-х – первой половине 50-х гг. великий князь приобрел известность как горячий патриот России, истинный христианин и выразитель мыслей и чаяний всего «народно-русского». На него с симпатиями и надеждой смотрели многие славянофилы и другие представители «русской партии». Желая защитить угнетенных османами единоверцев – славян и греков, он всерьез задумывался о перспективах будущей войны с целью изгнания турок из православного Константинополя.