Константин Сомов родился 30 (18 по старому стилю) ноября 1869 года в Санкт-Петербурге. Был сыном искусствоведа Андрея Сомова и музыкантши Надежды Сомовой (урождённой Лобановой).

С 1879 по 1888 год Сомов учился в Петербургской школе Карла Мая, где сблизился со своими будущим товарищами по "Миру искусства": братьями Александром и Альбертом Бенуа, Вальтером Нувелем и Дмитрием Философовым.

С 1888 по 1897 год Константин Сомов учился в Императорской Академии художеств, был учеником Ильи Репина. В 1894 году свершился выставочный дебют Сомова, на выставке Общества русских акварелистов. Первая же персональная выставка художника прошла в 1903 году.

В конце 1890-х годов Константин Сомов принял активное участие в организации деятельности "Мира искусства" — как общества, так и одноимённого журнала.

С 1907 года К. А. Сомов участвовал в иллюстрировании эротической книжки "Книга маркизы" — ныне известно три варианта издания, различающиеся уровнем цензуры откровенных изображений. Третье, самое откровенное издание, пользуется большой коллекционной ценностью.

После Октябрьской революции художник стал стремительно идти по карьерной лестнице — его назначали на высокие преподавательские посты, например, Петроградские государственные свободные художественно-учебные мастерские, а также в 1923 году Сомов был даже избран уполномоченным представителем "Русской выставки" в США, откуда он решил не возвращаться в РСФСР.

Пару лет прожив в Америке, перебежчик переехал в Париж (Франция).

Константин Андреевич Сомов умер 6 мая 1939 года в Париже.