1849-ben Konsztantyin nagyherceget Magyarországra vezényelték, hogy részt vegyen első katonai bevetésén az osztrákok oldalán, a magyar forradalom leverésében. A harctéren szerzett sikereinek elismeréseként megkapta a Szent György-keresztet, egy igen magas hadi kitüntetést. Egy évvel később a nagyherceget az Államtanács tagjává választották. 1853-ban I. Miklós valóra váltotta nagy álmát fiával kapcsolatban: Konsztantyint az Orosz Haditengerészet főtengernagyává nevezte ki. Ebben a pozícióban Konsztantyin Nyikolajevics feladatai közé tartozott megreformálni a tengerészetet, és apja halála után békét kihozni egy olyan háborúból, amelyet Oroszország tulajdonképpen már elvesztett – a krími háborúból. Bátyja, II. Sándor cár, aki továbbra is igényt tartott a nagyherceg szolgálataira, a Krímbe küldte öccsét, hogy Oroszországot a lehető legjobban hozza ki a helyzetből. A nagyherceg küldetése sikerrel járt, tovább erősítve a cár a közte fennálló jó kapcsolatot. II. Sándor cár később III. Napóleon francia császárhoz is őt küldte tárgyalni.