Kostjantinivka blev grundlagt i 1870 af godsejer Nomikossov, der navngav bosætningen til ære for sin ældste søn, Kostiantyn. I begyndelsen af 1900-tallet udviklede Kostjantinivka sig til en industriby, og fik senere byrettigheder (1926). I 1932 blev Kostjantinivka en selvstændig kommune. I midten af april 2014 blev byen indtaget af pro-russiske separatister under de igangværende uroligheder i Østukraine. Byen blev generobret af ukrainske kræfter den 7. juli 2014 sammen med Druzjkivka. Den 16. marts 2015 dræbte en ukrainsk pansret mandskabsvogn en otte-årig pige i byen. hændelsen udløste optøjer blandt beboerne, hvoraf mange er imod tilstedeværelsen af de ukrainske tropper.