Константин Бестужев-Рюмин родился 26 мая 1829 года в деревне Кудрешки, Нижегородская область. Образование получил в частном пансионе Л. Ф. Камбека, а затем воспитывался в Благородном пансионе при Нижегородской гимназии. В 1851 году окончил юридический факультет Московского университета, но юриспруденцией никогда серьезно не занимался. В студенческие годы будущий исследователь испытал сильное влияние русских историков Т. Н. Грановского, К. Д. Кавелина, С. М. Соловьева.
С середины 1850-х годов Бестужев-Рюмин стал помощником редактора газеты «Московские ведомости». Затем пробовал издавать свой журнал «Московское обозрение», а с 1859 года начал сотрудничать в журнале «Отечественные записки». Первыми статьями в области русской истории стали отзывы на работы Б. Н. Чичерина, С. М. Соловьева, в которых выступил в поддержку государственной школы. Много работал над переводами, в частности, перевел двухтомный труд английского историка и социолога Г. Т. Бокля «История цивилизации в Англии».
В 1864 году Константин Бестужев-Рюмин стал членом Археографической комиссии и вступил в члены Русского Исторического общества. Тогда же начал преподавать русскую историю будущему императору Александру III и членам императорской семьи. Также составил для народного чтения книжки «О крещении Руси», «О Владимире Мономахе и его потомках», «О злых временах татарщины», «О том, как росло Московское государство». В 1865 году избран доцентом кафедры русской истории Санкт-Петербургского университета и спустя три года получил степень почетного доктора за диссертацию «О составе русских летописей до конца XIV в.». С 1867 года преподавал русскую историю также в Историко-филологическом институте.
Проведя тщательное изучение русских летописей, ученый доказал, что «Повесть временных лет» является летописным сводом, составленным в XII веке. Провел текстологический анализ по определению мест позднейших вставок в летописи и показал, что источники древнейших сводов составлены из ранее созданных отдельных сказаний, погодных записей, списков, редакций и других летописных заметок. Таким образом, существенно расширил хронологические представления о начале летописания на Руси и воссоздал широкую картину его распространения.
Будучи убежденным сторонником женского образования, Константин Николаевич с 1871 года стал читать лекции по русской истории на Владимирских женских курсах. А в октябре 1878 года стал официальным учредителем и первым директором Высших женских курсов, которые получили название «Бестужевских».
Главным вкладом Константина Бестужева-Рюмина в науку стала критическая разработка проблем источниковедения и историографии. Его основной обобщающий двухтомный труд «Русская история» представлял собой свод источников и их позднейших интерпретаций. Имел много учеников, но принцип «научной объективности», которым руководствовался, стал причиной отсутствия у исследователя так называемой школы. Ученый никем систематически не руководил и чувствовал, что к такому руководству был не способен.
В 1884 году из-за болезни Бестужев-Рюмин вынужден отказаться от преподавательской и общественной деятельности. Тем не менее, в 1890 году избран действительным членом Императорской Академии Наук по Отделению русского языка и словесности.
Умер Константин Николаевич Бестужев-Рюмин 14 января 1897 года от воспаления легких. Похоронен в Санкт-Петербурге на Новодевичьем кладбище.
Труды Константина Бестужева-Рюмина
«Русская история»
«О крещении Руси»
«О Владимире Мономахе и его потомках»
«О злых временах татарщины»
«О том, как росло Московское государство»
«О составе русских летописей до конца XIV века»