Родился 10 апреля 1817 года в селе Аксаково, Оренбургской губернии. В 1826 году, переехал вместе с семьей в Москву. В начале 1830-х годов воспитывался в пансионе М. П. Погодина. По воспоминаниям Д. А. Милютина, «уже в то время в 1831 году выдавался своими дарованиями, любознательностью и серьезными занятиями» .
В 1832 году в возрасте 15 лет стал студентом словесного отделения Московского университета, на котором преподавали профессора Павлов, Надеждин, Победоносцев. В 1835 году получил кандидатский диплом.
Ранние стихи К. С. Аксакова появились на страницах «Телескопа», «Молвы», «Московского наблюдателя», «Отечественных записок», — часто под псевдонимом «К. Еврипидин». За стихотворениями последовали драматические произведения: драма «Освобождение Москвы в 1612 году», комедия «Князь Луповицкий», водевиль «Почтовая карета», пародия «Олег под Константинополем» .
В 1842 году К. С. Аксаков выступил на критическое поприще статьей, напечатанной отдельной брошюрой: «Несколько слов о поэме Гоголя: Похождения Чичикова или мертвые души». В «Московском сборнике» 1846 года были помещены его три критические статьи (за подписью «Имрек»): О сборнике гр. Соллогуба «Вчера и сегодня»; О книге проф. Никитенко «Опыт истории рус. литер.»; «О петербургском сборнике» Некрасова. И в последующих выпусках этого сборника (в 1847 и в 1852) он продолжал помещать свои литературно-исторические статьи. В числе исторических статей особенно выдаются рецензии Аксакова на I, VI, VII и VIII тома «Истории России» Соловьёва, «О древнем быте славян вообще и русских в частности» (1852), «Краткий исторический очерк земских соборов», «О состоянии крестьян в древней России», «По поводу Белевской Вивлиофики, изданной Н. А. Елагиным» и др.
В 1846 году было напечатано его исследование «Ломоносов в истории русской литературы и русского языка», принёсшее ему степень магистра русской словесности. Диссертация была готова гораздо раньше, но цензура потребовала внести ряд изменений и перепечатать книгу. После защиты магистерской диссертации К. С. Аксаков предполагал приступить к преподавательской работе, но в Московском университете вакансий не оказалось, и Аксаков посвятил себя литературному творчеству и публицистике. Он сотрудничал в журналах «Москвитянин» и «Русская беседа»; в «Русской беседе» он был одним из наиболее деятельных сотрудников.
С 1857 года был фактическим редактором газеты «Молва». В 1848 году написал письмо Николаю I с призывом покончить с западничеством, что многими было расценено как «непозволительный поступок» и «донос». В либеральных и демократических кругах был подвергнут обструкции и прозван «доносчиком». В 1855 году написал мемуары «Воспоминания студенчества 1832—1835 годов» (опубликованы с купюрами в 1862 году). В 1858 году был избран действительным членом Общества любителей Российской словесности.
Умер на ионическом острове Занте (Закинф) 7 декабря 1860 года.