Apdzīvotā vieta sākusi kā ciemats pie dzelzceļa stacijas veidoties ap 1870. gadu pie Kurskas—Harkivas—Azovas dzelzceļa līnijas. Nosaukumu aizguvusi no netālā Konstantinovkas ciema, kas savukārt nosaukts par godu tās īpašnieka muižnieka Nomikosa vecākajam dēlam Konstantīnam. 1890. gados ar beļģu kapitāla līdzdalību atvērtas stikla un ķīmiskās ražotnes. 1932. gadā piešķirtas pilsētas tiesības. Mūsdienās Kostjantiņivka ir Ukrainas stikla rūpniecības centrs. Attīstīta arī metalurģija, mašīnbūve, vieglā un pārtikas rūpniecība.