9 февраля 1892 года в Одессе в семье русского профессора В.Н. Мочульского родился сын Константин, предки которого были священниками. Учился в Ришельевской гимназии Одессы. В 1914 (по другим сведениям в 1910) году окончил историко-филологический факультет Петербургского университета, магистрант с 1916 года. В 1916 – 1920 годах преподавал в том же университете (по другим сведениям, с 1918 года работал доцентом Новороссийского университета).

С 1920 до самой смерти проживал в эмиграции. Читал лекции в Софийском университете, а с 1922 года - в русском отделе Сорбонны (до начала 1940-х годов). С 1934 года преподавал и в Свято-Сергиевском богословском институте. Печатал критические статьи и рассказы в периодике Русского Зарубежья.
В своих книгах о судьбах русских писателей и поэтов постоянно обращался к проблемам философского содержания их творчества и особой «философичности» отечественной литературной традиции.

К.В. мочульскому принадлежат многие работы, посвященные творчеству русских писателей, а его книга «Федор Достоевский» в 1963 году была переведена на французский язык. В СССР краткие сведения о нём были помещены в 4-м томе «Краткой литературной энциклопедии».

Был активным участником РСХД и христианско-демократической организации «Православное дело», в годы гитлеровской оккупации Парижа преследовался гестапо.

Последний год жизни провел в горном санатории. В 1948 году К.В. Мочульский умер от туберкулеза, которым заболел летом 1943 года.