Родился в селе Руиси Горийского уезда Тифлисской губернии в 1818 году.
Образование получил в Пажеском корпусе, по окончании которого был выпущен прапорщиком в артиллерию.
С 1837 г. служил в Кавказской гренадерской артиллерийской бригаде на Черноморском побережье. Неоднократно принимал участие в боях с горцами, за отличие в одном из сражений представлен к ордену св. Георгия 4-й степени, но не получил его. С 1840 г. находился в Чечне и Дагестане, воевал против Шамиля. В 1846 г. назначен командиром 1-й легкой батареи Кавказской гренадерской артиллерийской бригады. В 1851 году получил в командование 5-ю лёгкую батарею 20-й артиллерийской бригады и был произведён в полковники.
Во время Крымской войны, числясь командиром батарейной № 1 батареи 13-й артиллерийской бригады, командовал артиллерией Горийского отряда князя Бебутова, 17 октября 1854 г. награждён орденом св. Георгия 4-й степени (№ 9319 по списку Григоровича—Степанова)
С 1856 г. исправлял должность командира Кавказской гренадерской артиллерийской бригады. 22 ноября 1860 г. произведён в генерал-майоры. С 22 ноября 1869 г. — генерал-лейтенант и помощник командующего артиллерией Кавказской армии, тогда же был зачислен в списки 4-й батареи Кавказской гренадерской артиллерийской бригады с правом ношения формы.
Во время русско-турецкой войны 1877—1878 гг. исполнял обязанности Елизаветпольского генерал-губернатора. За разгром на реке Чолоке 35-тысячного турецкого корпуса Селима-паши награжден золотой саблей с надписью «За храбрость».
В 1884 году по болезни вышел в отставку.
Мамацев вёл активную общественную деятельность. Избирался депутатом местного самоуправления, председателем комитета дворянской школы, вице-президентом сельскохозяйственного общества. Был одним из основателей общества по распространению грамотности среди грузин и Дворянского грузинского банка.
К. Х. Мамацев скончался в 1900 г. в Тифлисе, погребён в ограде Дидубийской церкви.