Преподавателями великого князя Константина Константиновича были известные люди своего времени: историки С.М. Соловьев, К.Н. Бестужев-Рюмин и О. Шиховский, знаменитый писатель И.А. Гончаров (словесность), профессора консерватории, композиторы: пианист Р.В. Кюндингер и виолончелист И.И. Зейферт, профессор теории и истории музыки Г.А. Ларош; английский язык преподавал англичанин К.И. Хит (К.О. Хис), лекции по истории государственного права читал профессор И.Е. Андреевский, по политической экономии – В.П. Безобразов, по русской словесности – Н.А. Соколов, по всеобщей истории – В.В. Бауэр, по физике и математике – Петр Павлович (морской офицер). Первые уроки рисования дает С. Никитин. Для проведения собеседований по истории и законоведению приглашался писатель Ф.М. Достоевский. Великий князь блестяще знал иностранные языки: французский, английский, немецкий, латинский, греческий, любил музыку и поэзию, хорошо рисовал. Ему близки были (как и отцу) взгляды славянофилов.
Великого князя воспитывали в духе православного христианства, и он отличался глубокой религиозностью. 23 марта 1876 г., когда ему было еще 17 лет, он записал в дневнике: «Я так люблю Господа, так мне хотелось бы изъявить Ему свою любовь. Тут внутренний голос говорит: “Занимайся астрономией, исполняй свой долг…” Неужели в астрономии долг? Ах, если б я был учеником Спасителя! Как бы я тогда ходил за Ним, как бы я хотел быть на месте ученика “его же любяще Иисус”, который возлежал у Его Груди. О, как бы я слушал все Его слова! Чего бы я не сделал для Него».
В дневниковых записях имеются многочисленные свидетельства набожности великого князя Константина Константиновича и стремления к самопожертвованию на общее благо Отечества. Так, например, в поденной записи от 6 ноября 1877 г. имеются по-юношески пылкие и в чем-то наивные искренние строки: «Высшая добродетель есть самопожертвование. Пример ее нам показал Христос Своей смертью… Быть может, когда мне удастся исполнить свое желание и я научусь жертвовать собой в пользу других, на том свете Господь вспомнит о моем старании подражать Ему и простит меня».
У Константина Константиновича периодически появлялось, как некоторым покажется, странное желание: уйти в монастырь, посвятить свою жизнь улучшению быта простого народа и духовенства. Вот еще одна запись из дневника великого князя от 10 сентября 1890 г.: «…Я давно уже, чуть ли не ребенком, мечтал когда-нибудь занять место Обер-прокурора Синода, чтобы послужить нашей Церкви и духовенству».
В своем поэтическом творчестве он часто обращается к Богу. Приведем одно из его самых эмоциональных стихотворений «Молитва» от 4 сентября 1886 г.
Научи меня, Боже, любить
Всем умом Тебя, всем помышленьем,
Чтоб и душу Тебе посвятить
И всю жизнь с каждым сердца биеньем.
Научи Ты меня соблюдать
Лишь Твою милосердную волю,
Научи никогда не роптать
На свою многотрудную долю.
Всех, которых пришел искупить
Ты Своею Пречистою Кровью,
Бескорыстной глубокой любовью
Научи меня, Боже, любить!
Служба в военно-морском флоте для великого князя началась в 1870 г. ежегодными плаваниями на судах Морского училища: «Громобое», «Пересвете», «Гиляке» и «Жемчуге». Практикой руководил начальник Морского училища контр-адмирал В.А. Римский-Корсаков (брат композитора Н.А. Римского-Корсакова). Пройдя службу от матроса до гардемарина (произведен в 1874 г.), Константин Константинович в 1875 г. отправился в дальнее плавание по Средиземному морю и Атлантическому океану на фрегате «Светлана», которым командовал его двоюродный брат, великий князь Алексей Александрович (1850–1908). Молодой гардемарин (или на флоте уменьшительно: гардик) Константин побывал на Мальте, в Неаполе и на Мадейре, посетил в Америке Норфолк и Нью-Йорк, через французский Брест и немецкий Киль вернулся в Кронштадт.
В августе 1876 г., после сдачи экзамена по Программе Морского училища в присутствии особой комиссии моряков-специалистов, Константина Константиновича в день 18-летия призвали в Зимний дворец, где он был произведен в первый офицерский морской чин мичмана. Вскоре после этого он должен был вновь отправиться в очередной поход. Фрегат «Светлана» 19 июня 1877 г. возвратился из дальнего плавания, а 4 июля 1877 г. Константин Константинович уже отбыл на театр военных действий начавшейся Русско-турецкой войны. В ночь на 3 октября 1877 г. на Дунае близ Силистрии великий князь Константин Константинович отличился – лично спустил брандер (зажигательное судно) против большого вооруженного турецкого парохода у острова Гоппо. Константин Константинович скептически относился к своим героическим действиям, что видно из его дневниковых записей. А дело было так! В конце третьего месяца пребывания в военном лагере его отправили на катере по ночному Дунаю для рекогносцировки местности. Молодой мичман заметил какие-то вспыхивающие на турецком берегу то тут, то там и тут же гаснущие огоньки. Бывалые моряки объяснили ему, что это по ним стреляют. Когда он вернулся, то командир поздравил его с боевым крещением. По этому случаю великий князь записал в большой растерянности в своем дневнике: «Я и теперь не могу верно определить, был ли я или не был под пулями». Читателям стоит напомнить, что по существовавшему установленному порядку, если член Императорской Фамилии находился в сфере огня неприятеля, то подлежал награде. Начальством был подан рапорт к соответствующему отличию участников операции. На этот раз Константин Константинович 4 октября записал в дневнике: «Что же, я не прочь получить награду, только бы не Георгия, это только унизит достоинство Креста». За проявленную храбрость 15 октября 1877 г. его наградили орденом Святого Георгия Победоносца 4-й степени, который ему вручил командир (впоследствии адмирал) Ф.В. Дубасов (1845–1912). Однако, по-видимому, это не принесло большой радости обладателю заветной боевой награды. В его дневнике от 15 октября читаем следующую запись: «Когда увидел белый крестик, внутренне сконфузился».