Константин Константинович Романов родился в семье врача. В 1901 г. экстерном окончил Царскосельскую гимназию, в 1902-1909 гг. обучался на архитектурном отделении Высшего художественного училищ Академии Художеств. В 1905 г., еще до окончания образования, К. К. Романов включался в состав экспедиций по исследованию русского зодчества. В 1911 г. он в составе экспедиции совершил поездку по Вологодской и Псковской губерниям с целью изучения памятников архитектуры и собирания музейного материала. Во время экспедиции  провел обследование крепостной стены Изборска. В 1910 г.  был награжден серебряной медалью Русского археологического общества.

Особенно плодотворным в его биографии был период кануна революции и до конца 1920-х гг. В 1910-1917 гг. К. К. Романов был член-корреспондентом, в 1917-1919 гг. - действительным членом Археологической комиссии, а после ее преобразования в РАИМК - ее действительным членом в 1919-1920 гг. На протяжении десяти лет (1911-1921 гг.) он был хранителем этнографического отдела Русского музея,  в 1911-1918 гг. он преподавал в училище Штиглица и в 1917-1918  гг. был его директором. К. К. Романов также вел преподавательскую работу на кафедре иностранных языков в Академии Художеств, в археологическом институте, где являлся деканом, в 1923-1928 гг. он - профессор Ленинградского университета и др. Занимал  множество должностей в различных научно-просветительских учреждениях и обществах: член Коллегии музейного отдела Наркомпроса и его реставрационными мастерскими, заведующий русско-византийской секцией музея Академии Художеств и др.

В 1920- гг. он проявлял постоянный и устойчивый интерес к историческому прошлому Псковского края и его культурным богатствам. К. К. Романов вел оживленную переписку с заведующим Псковским музеем Е. М. Тихвинским, с 1923 г. он возглавил Особое совещание  при Центральном бюро краеведения,  ведавшее вопросами охраны Пушкинских мест губернии, вошел в состав Правления Общества друзей Пушкинского заповедника. Когда в 1926 г.  в печати появились ряд заметок, повествующих о разрушениях в "Пушкинском уголке", с целью ознакомления на месте  из Ленинграда был командирован К. К. Романов. После этого он сделал доклад на заседании комиссии по охране Пушкинского уголка при АН ССР: говорил о состоянии памятника на могиле А. С. Пушкина. Предсказывал угрозу обрушения части стены Святогорского монастыря и др. По пути в "Пушкинский уголок" он останавливался в Пскове, где выступил с лекцией "Псков, Новгород и Москва в старину". По этой теме им была опубликована научная статья.

К. К. Романов участвовал в работе Ленинградской группы Псковского общества краеведения, ожидался его - Почетного члена Псковского общества приезд на I-й губернский съезд краеведов, но ученый прислал лишь приветственную телеграмму.  С преобразованием в 1928 г. группы в Ленинградское отделение исследователей Псковского края при Ленинградском областном краеведении председателем его стал К. К. Романов. В 1927-1918 гг. он приезжал в Псков во главе экспедиции по изучению древних гражданских построек: обследовались Мирожский и Снетогорский монастыри, церкви Никиты Мученика, Николы Каменноградского, Сереткина монастыря, Климента, Успения от Пролома, Георгия со взвоза, церкви в с. Мелетово. Во время пребывания в Пскове К. К. Романов и помещении Дома работников просвещения выступил 20 сентября 1927 г. с докладом "Современные задачи изучения крестьянского искусства", поделился опытом организации экспедиции в Заонежье, дал рекомендации по собиранию и изучению народного творчества. В сентябре 1930 г. К. К. Романов руководил разведочными работами по археологическому изучению Псковского кремля. Это были первые в послереволюционное время целенаправленные археологические раскопки в городе. Пользуясь его пребыванием в Пскове, общество краеведения организовало выступления ученого в Доме работников просвещения: 25 и 27 сентября К. К. Романов прочитал лекции о материальной культуре древнего Пскова. Он же провел экскурсию по Мирожскому монастырю.  

После "Академического дела" и репрессий против краеведов на рубеже 1920-1930-х гг. объем научных и общественных нагрузок К. К. Романова сократился: в 1930-1933 гг. он был лишь старшим архитектором, а в 1933-1934 гг. - заместителем начальника архитектурного бюро Гипрогора и профессором Ленинградского института инженеров путей сообщения. На некоторое время ослабли его связи и с Псковской землей. Они стали возобновляться с 1934 г., когда музейный отдел Напкомпроса направил К. К. Романова для обследования памятника архитектуры XV в. - церкви в с. Мелетово.  По итогам работы ученый написал специальную статью. 28 августа 1934 г. на объединенном заседании Президиума  Псковского горсовета, райсовета и профсоюзов он сделал доклад "Об охране памятников зодчества г. Пскова и о состоянии Псковского музея", остро поставив вопрос о неудовлетворительном состоянии ряда памятников: почти все они требовали ремонта. Предполагалось, что К. К. Романов в 1936г. вновь возглавит археологические исследования на территории Псковского кремля, но их поручили вести Н. Н. Чернягину. При организации в 1936 г. лектория при музее, в состав лекторов был включен и К. К. Романов. В 1934-1936 гг. ему была поручена разработка проекта восстановления Дома-музея А. С. Пушкина в Михайловском, но он не был принят: восстановление в 1937 г. произвели по другому проекту.

В марте 1937 г. К. К. Романов приехал в Псков в составе комиссии архитекторов, которая провела исследование второго этажа Поганкиных палат, дома Печенко, церквей Николы Каменноградского, Василия на Горке и др., составив подробные проекты их реставрации. По ним и развернулись работы на указанных объектах, а также на Михайловской и Покровской  башнях. В апреле 1940 г. комиссия под руководством К. К. Романова вновь приехала в Псков. Она дала свои заключения по итогам проведенных реставрационных работ и наметила планы на 1940 г. Аналогичным образом комиссия побывала в Пскове в марте 1941 г.: подвела итоги работ 1940 г. и наметила планы реставрации в 1941 г. Это был последний приезд К. К. Романова в Псков.

К. К. Романов скончался в 1942 г. в блокадном Ленинграде. Свою обширную библиотеку он завещал Академии Художеств. В послевоенные годы значительная часть   ее книг оказалась в Пскове, они хранятся в фондах  Псковской областной универсальной научной библиотеки.

Андреева И. М. Книжное собрание Константина Романова // Псковский летописец : краеведческий альманах. № 1 (2) / ведущий ред. Т. В. Вересова - № 1(2). - Псков ; Москва , 2010. - С. 75-86.

Романов Константин Константинович // Пушкинская энциклопедия "Михайловское". Т. 1. - М.; Михайловское, 2003. - С. 379-381.

Известия Императорской Археологической комиссии : Прибавление к выпуску 56-му : (Хроника и библиография, вып. 26) / [Имп. Археол. комис.]. - СПб. : Типография Главного управления уделов, 1914. - [4], 197 с.
О докладе К.К. Романова "О плане псковской крепости 1694 г." на заседании Имп. Рус. воен.-ист. о-ва: с. 16. - О докладе К.К. Романова "Археологические памятники Пскова" на заседании О-ва ревнителей истории: с. 18.

Известия Императорской Археологической комиссии : Прибавление к выпуску 57-му : (Хроника и библиография, вып. 27) / [Имп. Археол. комис.]. - Петроград : Типография Главного управления уделов, 1915. - [4], 104 с.
О докладе К.К. Романова о Гремячей башне: с. 2