Константин Фёдорович Юон родился в Москве. Детство провёл в Лефортове — московской окраине, богатой памятниками петровской эпохи. В его семье все увлекались музыкой, театром. Молодёжь ставила домашние спектакли. Сами писали текст, делали костюмы, сочиняли музыку. А изготовление декораций неизменно поручали Константину.
В 1894 году Юон поступил в Московское училище живописи, ваяния и зодчества. Его учителями были знаменитые живописцы К.А.Савицкий, А.Е.Архипов, А.П.Рябушкин, Ф.А.Малявин.
В 1900 году, после окончания училища, Константин Фёдорович вместе с художником И.О.Дудиным открыл частную школу «Студию Юона», которая действовала до 1917 года. В его студии учились Ватагин, Мухина, Фаворский и другие известные художники.
Юон говорил о себе: «Одно время хотел стать архитектором, но краски перетянули». Однако любовь к архитектуре у него осталась. Именно поэтому на его картинах мы часто видим архитектурные памятники старых русских городов. Путешествуя, Юон неизменно возвращался с зарисовками различных архитектурных сооружений. Он писал не просто этюды, а создавал реалистические картины из жизни русской провинции, рассказывая о русском народном быте, который немыслим без архитектурных памятников.
К.Ф.Юон не представлял своих «архитектурных пейзажей» без ощутимого «дышащего неба» — то нейтрального, серенького, то голубого или, реже, синего, тоже спокойного. С любовью к живому цвету, сочной краске и мажору изображает он крестьянские поля и радугу, лески и лужайку, озёра и речки.
Наиболее известными картинами художника стали полотна: «Над Волгой» (1900), «К Троице» (1903), «Троицкая Лавра зимой» (1910), пейзажи «Весенний солнечный день» (1910), «Мартовское солнце» (1915).
В 1925 году Юон становится членом Ассоциации художников революционной России. В 20-30-е годы пишет много картин о революционных событиях в Москве, групповые портреты советской молодёжи, бытовые картины.
В конце 20-х годов Юон создаёт цикл акварелей на тему московских событий ноября 1917 года. Позднее, в 1947 году, художник ещё раз вернётся к этой теме в картине «Штурм Кремля в 1917 году».
В годы Великой Отечественной войны Константин Фёдорович не выезжал из Москвы и много писал военный город. Одна из известнейших картин этого периода «Парад на Красной площади в Москве 7 ноября 1941 года».
В 1947 году Юон становится действительным членом Академии художеств СССР. В 1950 году ему присуждают звание народного художника СССР.