Со 2 июля 1942 года 167-я стрелковая дивизия в составе действующей армии. В боях с немецко-фашистскими захватчиками сержант К. Ф. Пылаев с 21 июля 1942 года. Боевое крещение принял в бою за село Малая Верейка. С августа 1943 года 167-я стрелковая дивизия занимала оборону севернее Воронежа в составе 38-й армии Брянского, а позднее Воронежского фронтов. В боях Константин Фёдорович был ранен, лечился в госпитале. После возвращения в часть он принимал участие в наступательных операциях Воронежского фронта (Воронежско-Касторненская и Харьковская операции). Сержант К. Ф. Пылаев отличился во время ликвидации группировки немецко-фашистских войск, окружённой восточнее посёлка Тим. Зачищая от противника село Погожее, 12 февраля 1943 года Константин Фёдорович с группой бойцов блокировал дом, в котором засели вражеские солдаты, после чего ворвался в помещение и обезоружил двух немцев, которых затем доставили для допроса в штаб дивизии. К началу марта 1943 года подразделения дивизии вышли к реке Псёл и на рубеже Кияница — Пушкарёвка перешли к обороне. При оборудовании позиций 615-го стрелкового полка командир сапёрного отделения К. Ф. Пылаев, весной 1943 года произведённый в старшие сержанты, умело организовал своих бойцов и личным примером увлекал их на досрочное выполнение боевого задания. К началу Курской битвы Константин Фёдорович со своими сапёрами установил 550 противопехотных и 850 противотанковых мин, протянул 3,5 километра проволочных заграждений.