Родился 2 января 1820 года (21 декабря 1819 года) в Эстляндии в городе Гельсингфорс в семье офицера российского флота. Окончив в 1837 году Морской кадетский корпус, служил на кораблях Балтийского флота. Автор книги «Наставление по артиллерийской стрельбе и вооружение военных судов», отмеченной в 1849 году Демидовской премией Академии наук России. Участник экспедиции на фрегате «Паллада». Принимал деятельное участие в подписании 26 января 1855 года первого русско-японского договора. Член государственного совета России. Председатель Особого совещания по обсуждению вопроса о Российском национальном флаге. Именно Посьет 9 апреля 1896 года утвердил на флаге России символику белого, синего и красного цвета.
В 1874 году возглавил Министерство путей сообщения России. Принимал активное участие в подготовке строительства Транссибирской магистрали, утвердив проект Е. В. Богдановича.
Член Государственного совета России. Председатель Особого совещания по обсуждению вопроса о Российском национальном флаге. Именно Константин Николаевич был одним из ярых защитников при утверждении варианта бело-сине-красного флага, утверждённого им 9 апреля 1896 года.
6 октября 1885 года в знак признательности за вклад в проведение железной дороги Екатеринбург – Тюмень удостоен звания «Почётный гражданин Тюмени».
28 июля 1886 года гласные Тюменской городской Думы И. И. Игнатов, И. Е. Шестаков, В. И. Князев, А. И. Беседных и А. Ф. Тонков вручили диплом почетно гражданина Тюмени К. Н. Посьету, прибывшему на празднование 300-летия города. В тот же день Константин Николаевич присутствовал на освящении рельсового пути, соединяющего Иртыш с Волгой, Азию с Европой.
В Тюмени именем Константина Посьета названа одна из улиц, о его заслугах перед городом рассказывает мемориальная доска на здании по ул. Привокзальная, 2а.