Окончил редакционно-издательское отделение факультета журналистики Московского государственного университета (1967). Владел немецким, французским, английским языками. Сотрудничал с исторической редакцией издательства «Детская литература», издательством «Молодая гвардия».
Автор книг для детей и юношества, ряд из которых посвящён историческим темам. Основные произведения: «Кеес Адмирал Тюльпанов», «Бородинское пробуждение», «До свиданья, овраг», «Дом на горе», «Ксения», «Увези нас, Пегас!», «Картонное сердце», «Белый рондель», «Дни поздней осени», «Самый счастливый день». Книги Сергиенко переведены на 12 иностранных языков, пьесы по его произведениям шли в 40 российских и зарубежных театрах.
Его первая книга — историческая повесть «Кеес Адмирал Тюльпанов. Опасные и забавные приключения юного лейденца, а также его друзей, рассказанные им самим без хвастовства и утайки» — вышла в свет в издательстве «Детская литература» в 1975 году. Её главный герой — 12-летний мальчик Кеес, живший в голландском городе Лейдене во время его осады испанскими войсками в 1574 году. Во время опасного путешествия с особым поручением из осаждённого Лейдена в Роттердам ему и его друзьям (цирковому артисту Караколю, девочке с загадочной судьбой Эле, мальчику по кличке Рыжий Лис) приходится испытать немало приключений, столкнувшись с интригами могущественного ордена иезуитов. Готовясь к написанию этой книги, Сергиенко прочитал более пятисот исторических трудов на разных языках.
Вслед за «Кеесом» в 1977 году вышла следующая историческая повесть Константина Сергиенко — «Бородинское пробуждение», посвящённая Отечественной войне 1812 года. По словам писателя Владислава Бахревского,
Поручик Берестов — главный герой книги — участвует в событиях, предшествующих Бородинской битве, а затем и в самом сражении. В книге содержится художественная версия реальной истории с воздушным шаром, который перед битвой изобретатель Леппих, предложивший свои услуги российским властям.
Главная героиня «Ксении» (1987) — царевна Ксения Годунова. Действие «Белого ронделя» (1983) происходит в Дерпте (Тарту) 1625 года, «Увези нас, Пегас» (1979) — незадолго до Гражданской войны в США (её герои, белые подростки, спасают негров-рабов). Ещё одна историческая повесть Сергиенко — «Тетрадь в сафьяновом переплёте: записки Дмитрия Почивалова, сделанные им во время путешествия по Малороссии и Тавриде в 1786 году» (1989).
Наибольшую известность получила повесть Константина Сергиенко «До свидания, овраг» (1979). В ней рассказывается о судьбе стаи бродячих собак, живущих на московской окраине. Яркие и запоминающиеся «очеловеченные» персонажи — благородный Гордый, авторитарный лидер стаи Чёрный, несчастная Бывшая Такса, опустившийся интеллигент Головастый и другие — являются участниками своеобразной притчи, которая позднее была переработана автором в пьесу «Собаки», спектакли по которой шли в Москве, Петербурге, Ростове, Ярославле, Новосибирске. По книге был снят кукольный мультфильм «До свидания, овраг» (1981).
С 1987 года спектакль "Собаки" идет в московском Театре на Юго-Западе.
Современной инсценировкой повести «До свидания, овраг» является мюзикл Веры Копыловой «Собаки», поставленный другом Константина Сергиенко Марком Розовским в театре «У Никитских ворот». По словам Розовского,
В 2010 году повесть «До свидания, овраг», инсценированная Верой Копыловой, была также поставлена в Щёлковском молодёжном театре Московской области.
В 2007 году был сделан мультфильм «Собачья дверца» (режиссёр Наталья Мальгина), который в 2008 году был награждён призом зрительских симпатий на Сретенском кинофестивале «Встреча».
Важное место в творчестве Константина Сергиенко занимают тема юношеской любви — о ней, в частности, идёт речь в повестях «Самый счастливый день» (1989), «Дом на горе» (1986) и «Дни поздней осени» (1983). Вера Копылова считает, что
В качестве художественного эксперимента Сергиенко под псевдонимом Питер Мартин написал несколько повестей детективного характера: «Можно уснуть навек», «Под землёй не всегда потёмки», «Не играйте на лопнувших струнах».
Незадолго до смерти занялся переводами книг своего любимого американского писателя Генри Миллера, но успел перевести лишь роман «Тихие дни в Клиши».
Марк Розовский вспоминал, что Константин Сергиенко