В четырнадцать лет Константин поступил на архитектурное отделение Московского училища живописи, ваяния и зодчества, через год перешёл на отделение живописи. Учился у А. К. Саврасова и В. Д. Поленова.

Для завершения образования Коровин поехал в Санкт-Петербург и поступил в Академию художеств, но через три месяца ушёл оттуда, разочаровавшись в тамошних методах преподавания.

В 1894 году Коровин вместе с другом, художником В. Серовым, совершил путешествие на Север. В результате появились пейзажи «Гавань в Норвегии», «Ручей святого Трифона в Печенге», «Геммерфест. Северное сияние», «Мурманский берег».

Он совершил поездку в Париж в 1887, 1892 и 1893 годах, где познакомился с импрессионизмом.

В 1896 году К. А. Коровин оформил павильон «Крайний Север», построенный по его проекту на ярмарке в Нижнем Новгороде.

В 1900-х годах художник активно работал в театре, создавая эскизы костюмов и декорации к драматическим постановкам, а также операм и балетам.

В частности, он оформил спектакли «Фауст» (1899), «Конёк-горбунок» (1901), «Садко» (1906), «Золотой петушок» (1909). Константин Коровин работал над оформлением спектаклей Большого театра, Мариинского театра и театра Ла Скала в Милане.

Значительное место в творчестве Коровина занимал Париж. Городские пейзажи созданы под сильным влиянием французских импрессионистов. Ему мастерски удалось передать жизнь французской столицы в часы утреннего пробуждения, но более всего вечером, в сиянии огней на улицах и бульварах («Париж. Бульвар Капуцинок», 1902, 1906 и 1911; «Париж утром», 1906.Все – в государственной Третьяковской галерее. ГТГ.)

В Париже К. Коровин увлёкся символизмом и, вернувшись в Россию, посещал лекции художника-эстета М. А. Дурнова, общался с поэтом К. Д. Бальмонтом. В эти годы он написал картины «Северная идиллия» (1892, ГТГ) и «Муза» (1890-е, ГТГ).

Во время Первой мировой войны К. А. Коровин работал консультантом по маскировке в штабе русской армии.

На протяжении десятилетий К. А. Коровин участвовал в выставках художников разных направлений и объединений — передвижников, «Мира искусства», «Союза 36-ти», Союза русских художников.

С 1901 года К. А. Коровин и В. А. Серов преподавали в Московском училище живописи, ваяния и зодчества. Одним из его учеников был сценограф С. Ф. Николаев, будущий педагог, писатель и краевед С. П. Волков.

В воспоминаниях одного из его учеников, Н. М. Чернышёва, есть несколько эпизодов, которые дают представление о мировоззрении художника. Очень характерны слова, сказанные Коровиным Чернышёву в 1903 году во время болезни:

« По-прежнему лёжа в постели, Константин Алексеевич взял мой эскиз, поставил его себе на живот и начал говорить.

«Прежде всего надо избегать литературности в живописи», — были его первые слова. Однако он нашёл в нём (эскизе) много сердечности, поэзии, «Сколько любви!» — восклицал он.

Я волновался, что утомляю больного, а он рассказывал о своей молодости, как трудно им жилось… Случалось, что они голодали, но упорно работали.

«Деньги — г…., — не раз ввёртывал он крепкое словцо. — Никогда не думайте о деньгах. Они сами к вам придут… Пишите больше вот, что здесь, на улице, у вас перед глазами, — говорил он, указывая на окно и обводя взглядом комнату. — Живите в своей комнате, окружённый красками, акварелью, пастелью. …Всем пишите, пробуйте себя во всём. Больше ешьте, будьте здоровым, весёлым, но всё для искусства. Лучше жить в норе и, терпя всякие лишения, наслаждаться своим искусством…

Знайте Веру, Надежду и Любовь, и во всех лишениях помните эти три.

Если одну из них забыл — погиб». »

После октябрьской революции в России Коровин активно занимался вопросами сохранения памятников искусства, организовал аукционы и выставки в пользу освободившихся политзаключённых, продолжал сотрудничать с театрами.

С 1918 года художник жил в имении Островно Вышневолоцкого уезда Тверской губернии, преподавал в свободных государственных художественных мастерских на даче «Чайка».

В 1923 году художник по совету А. В. Луначарского выехал за границу и поселился во Франции.

Наряду с даром живописца, Константин Алексеевич обладал и незаурядным литературным талантом. Когда утрата зрения вынудила полностью отказаться от изобразительного искусства, художник продолжал писать рассказы.

Коровин скончался в Париже 11 сентября 1939 года.