Родился в 1923 году в крестьянской семье. По национальности русский. По окончании 8 классов школы работал в колхозе.
Призван в Красную Армию в марте 1942 года. Окончил в 1943 году Московское воздушно-десантное училище и 15 июня того же года направлен на фронт. Воевал на Западном, 3-м Украинском и 1-м Белорусском фронтах. В боях под Белгородом в июле 1943 года получил тяжёлое ранение. В 1944 году вступил в ряды КПСС.
Особо отличился младший лейтенант Василенко 1 августа 1944 года, когда со взводом первым преодолел реку Вислу в районе города Магнушев (ныне в Польше). В результате молниеносной атаки, бойцы взвода под командованием Василенко ворвались во вражеские траншеи и обратили противника в бегство. В ходе этого боя было уничтожено большое количество немецких солдат, захвачены две зенитные пушки и автомашина. Взвод Василенко героически сражался на захваченном плацдарме до подхода подкрепления.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 24 марта 1945 года
гвардии младшему лейтенанту Василенко Константину Петровичу присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».
К. П. Василенко участвовал в боях на германской территории, а после войны продолжил службу в Группе советских войск в Германии. Позже служил в органах Министерства внутренних дел СССР, работая в московской милиции. С 1979 года капитан Василенко в запасе.
Жил и работал в Москве. Активно участвовал в патриотическом воспитании молодёжи. Скончался 2 ноября 2001 года.