Константин Андреевич Тон родился 6 ноября (26 октября) 1794 года в Санкт-Петербурге в семье обрусевшего немецкого ювелирных дел мастера. Был вторым из трёх братьев, которые также стали архитекторами. С 1801 по 1804 год учился в Петришуле на Невском проспекте, затем в школе при Императорской академии художеств, с 1808 года изучал здесь архитектуру под руководством А. Н. Воронихина, окончил курс в 1815 году со званием художника 1-й степени и малой золотой медалью.
Учился пенсионером Академии художеств в Италии, в Риме изучал архитектуру античности и современности. Посетил Флоренцию, где стал членом Флорентийской академии, побывал в Генуе, Равенне, Болонье, Милане, а также в Женеве и Париже. Составил проект реставрации Дворца Цезарей в Риме, за что получил звание академика Римской археологической академии и был причислен к Кабинету Его Величества Николая I.
По возвращении в Петербург получил звание академика и должность профессора архитектуры (в 1830 году).
Во временя Николая I особое развитие получило направление «русский стиль» и, в частности, «русско-византийский стиль», воплощавший идею о преемственности между Византией и Россией. Именно Тон стал архитектором, составлявшим «образцовые проекты» такого зодчества.
Одной из первых его построек в Петербурге стала церковь святой Екатерины, проект был утверждён в 1831 году (ныне Старо-Петергофский пр., 6, на этом месте теперь кинотеатр Москва). Форма храма была решена в духе древнерусского пятиглавия с шатровой колокольней. Проект очень понравился Николаю I и Константину Андреевичу было велено самому произвести его постройку.
Тогда же Николай I назначил Тона архитектором важного храма Христа Спасителя в Москве, означавшего для нового императора династическую преемственность, он стал самым большим собором Русской православной церкви (103 м, если не считать колокольню Петропавловского собора). Императору так же понравилась постройка в русском стиле и строительство храма заняло всю дальнейшую жизнь Тона.
Согласно городской легенде, игуменья, негодующая на сносом находившейся на этом месте обители, предрекла: «Сему месту быть пусту». И действительно, многие постройки Тона позже были снесены или разрушены, хотя многие и восстановлены.
В Петербурге и окрестностях году в 1830-40-е гг по проекту Тона были построены пристань со сфинксами у здания Академии художеств, Спасо-Преображенская церковь на Аптекарском острове, несколько полковых храмов (Введенская церковь Семёновского полка, Екатерининский собор в Царском Селе, Петропавловская церковь Уланского полка в Петергофе, Преображенская церковь Гренадерского полка, Благовещенская церковь Конногвардейского полка, Мироньевская церковь Егерского полка).
В 1837 году Николай I задумал соорудить новый дворец в Московском Кремле, вмещающий «всё, что в памяти народной тесно связано с представлением обиталища Государя», поручено выполнение замысла было Тону. Так в русско-византийском стиле были построены Большой Кремлёвский дворец (1839—1849) и Оружейная палата (1844—1851).
В 1847 году Тон приступил к созданию станций Николаевской железной дороги в Петербурге (1847—1851) и в Москве (1845—1852).
В 1857—1858 годах по проекту Тона деревянные конструкции шпиля Петропавловского собора были заменены металлическими (инженеры Дмитрий Журавский, Александр Рехневский и Павел Мельников).
Был женат на Елене Ивановне (урождённой Берг). В 1844 году Тону было пожаловано наследственное дворянское достоинство.
Плодотворно работал и над множеством других проектов в России практически до своей смерти в 1881 году, похоронен на Волковском православном кладбище вместе с супругой.
Среди учеников Тона – зодчие К. Маевский, К. Рахау, Б. Иогансон, В. Кенель, Л. Шперер и М. Макаров.
В память о Тоне на зданиях Московского и Ленинградского вокзалов установлены мемориальные доски.
О постройках К. Тона в Петербурге и Москве турфирма Эклектика рассказывает в ходе различных программ. С Ленинградского вокзала Москвы начинаются многие авторские туры по России. Об отцах эклектики будет рассказывать отец «Эклектики» в ходе экскурсий «Эклектика. Рождественская экскурсия Игоря Воеводского». А увидеть единственный сохранившийся храм, из построенных Константином Тоном в Санкт-Петербурге, и узнать его историю, можно также на экскурсии «Ускользающие острова. Часть 3. Аптекарский»
