Константин Лавроненко родился 20 апреля 1961 года в Ростове-на-Дону. Закончил актёрский факультет Ростовского училища искусств. В 1979—1981 годах проходил службу в армии, где попал в ансамбль песни и пляски Северо-Кавказского военного округа. В ансамбле он сначала пел, потом заменил ушедшего конферансье, причём сам придумывал свои репризы. В 1981—1985 годах Лавроненко учился в школе-студии МХАТ (на курсе Василия Петровича Маркова). Работал в театрах «Сатирикон», «Мастерская Клима».
Дебют Константина Лавроненко в кинематографе состоялся ещё в 1985 году. Однако своей первой главной кинороли актёру пришлось ждать ещё почти 20 лет. Начинающий режиссёр Андрей Звягинцев заметил Лавроненко в одном из театральных спектаклей, где тот играл, и пригласил актёра в свой фильм «Возвращение» (2003). Картину ждал феноменальный успех — главный приз Венецианского кинофестиваля «Золотой лев» и прокат в 70 странах мира, благодаря чему Лавроненко приобрёл международную известность. Творческий тандем со Звягинцевым не распался, актёр и режиссёр вновь встретились на съёмочной площадке ленты «Изгнание» (2007). Фильм представлял Россию в конкурсе 60-го Каннского кинофестиваля, по итогам которого Лавроненко завоевал приз за лучшее исполнение мужской роли.
С большой силой зрелый драматический талант Лавроненко раскрылся в телесериалах Сергея Урсуляка «Ликвидация», 2007 — в роли уголовника Чекана и «Исаев», 2009 — в роли Василия Блюхера.