К. А. Тренёв родился 21 мая (2 июня) 1875 года на хуторе Ромашово Харьковской губернии в семье бывшего крепостного крестьянина.
Начальное образование получил в земской школе. Затем учился в окружном училище станицы Каменская, а по окончании его — в земледельческом училище под Харьковом. Окончил Донскую духовную семинарию в Новочеркасске (1896—1899), а потом — духовную академию в Петербурге. В 1901—1903 годах Тренёв учился в Петербургском археологическом институте. Уже будучи известным писателем, в 1921 году прослушал курс на агрономическом факультете в Таврическом университете.
Был тестем писателя П. А. Павленко.
К. А. Тренёв умер 19 мая 1945 года.
Похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище (участок № 1).
Дом в Симферополе (бульвар И. Франко 45), в котором Тренев жил с 1909 года
Здание реального училища (ул. К. Маркса) в Каменске-Шахтинском
Мемориальная доска на здании реального училища