Константин Димитров е роден на 28 януари 1957 г. в София. Завършва английска филология (с втора специалност немски език) във Факултета по класически и нови филологии на Софийския университет през 1984 г. Работи като преводач, редактор и преподавател по английски език до 1992 г., когато постъпва на работа в Министерството на външните работи.
От 1998 г. е заместник-министър на МВнР в правителството на Иван Костов, член на Съвета за сигурност при министър-председателя и член на Комисията по търговия с оръжие и стоки и технологии с двойно предназначение. От 2000 до 2002 г. е ръководител на мисията на България в НАТО и ЗЕС и посланик в Белгия и Люксембург. От 2002 до 2006 г. е Изпълнителен директор на Института за Евроатлантическа сигурност.
През 2004 г., след оттеглянето на група депутати начело с Иван Костов от Съюза на демократичните сили (СДС), е сред основателите на Демократи за силна България (ДСБ) и е избран за член на Националното ръководство на партията. От 2005 г. е депутат в 40-то Народно събрание и заместник-председател на Комисията по външна политика.
От 2006 г. е наблюдател в Европейския парламент, като след присъединяването на България към ЕС на 1 януари 2007 придобива статут на евродепутат до май същата година. Избран е за член на Комисията по граждански свободи, правосъдие и вътрешни работи и за заместник-член на Комисията по външни работи. През 2007 г. е водач на листата на ДСБ за изборите за представители в Европейския парламент след като на проведените през март шест регионални събрания за подреждане на кандидатите на партията е класиран на първо място. ДСБ получава 4,35% от гласовете и остава без представители в Европарламента.
Владее английски, немски и френски език. Женен, с една дъщеря. (БГНЕС)