Константин Носилов родился 17 (29) октября 1858 года в семье священника Свято-Троицкой церкви Дмитрия Иванова (сына) Носилова в селе Маслянском Крестовской волости Шадринского уезда Пермской губернии, ныне село входит в Шадринский муниципальный округ Курганской области.
Мать, Иуния Васильевна, была дочерью священника Василия Симоновича Симоновского из села Ичкино тоже Шадринского уезда.
В 1868 году[2] был отправлен учиться в духовное училище при Далматовском Свято-Успенском мужском монастыре, затем в Пермскую духовную семинарию, откуда в 1877 году был исключён за «неприлежание» и за выступления против строгостей казённого режима[3].
В 1877 году уехал на Северный Урал, где работал геологом на заводе.
В 1879 году он участвовал в экспедиции на реку Лялю в качестве геолога[5].
В 1882 году Носилов представил Русскому императорскому географическому обществу проект экспедиции по Северному Уралу для исследования бассейнов рек Северной Сосьвы и Сылвы.
Он серьезно занялся этнографией Севера, изучая быт хантов и самоедов (ненцев).
В 1886 году совершил первое заграничное путешествие, включив посещения Палестины, Египта и Турции.
Он также проводил исследования ворот Арктики, и зимовал на Новой Земле.
В 1892 году изучал уральского бобра в верховьях реки Конды, а в 1893 году наблюдал ненцев и путешествовал по низовьям Оби.
В 1894—1895 годах изучал в Сорбонне в Париже, также учился у знаменитого географа Жака Элизе Реклю.
