Родился в июле 718. Сын императора Льва III Исавра. В 732, в знак прочного союза империи с Хазарским каганатом, отец женил Константина на Ирине, новокрещенной дочери кагана (до крещения её звали Чичак).

После смерти отца Константин смог утвердиться на троне лишь после упорной борьбы со своим зятем Артаваздом, который был стратигом в феме Опсикий. Едва Артавазд узнал о кончине тестя, как сразу взял клятву с подчинённых ему войск: стоять за него и не признавать императором никого другого.

В это время византийская армия находилась во Фригии и готовилась к походу на арабов. Константин позвал Артавазда к себе в лагерь на военный совет. Артаваэд отправился в надежде, что сможет легко захватить своего врага, но Константин был настороже. Он послал навстречу зятю патрикияВисира, и когда узнал, что тот убит, бежал в Анатолийскую область. Тамошнее население благожелательно приняло его и обещало поддерживать до самой смерти.

Между тем Артавазд овладел столицей. Магистр Феофан провозгласил его императором, а византийцев уверил, что Константин умер. Артавазд послал за своим сыном Никифором, бывшим тогда стратигом во Фракии, и поручил ему охрану Константинополя. Сам он, едва вступив в город, восстановил почитание икон и стал готовиться к отражению нападения. Весной следующего года, собираясь в поход, он назначил младшего сына Никиту стратигом войска Армениаков, а старшего, Никифора, венчал на царство.

Константин провёл зиму в Амории, собирая и стягивая из азиатских фем верные ему войска. В мае 743 он встретился с узурпатором у Сард, вступил с ним в бой и обратил его в бегство. Подчинённые ему войска он привёл в покорность, а всё их снаряжение присвоил себе. Артавазд бежал в Кизик, а оттуда переправился в Константинополь.

Константин не преследовал его, а обратился против Никиты, взял штурмом Модрину, в котором тот укрылся со своим войском, многих перебил, а самого Никиту обратил в бегство. Только после этого он переправился во Фракию и подошёл к стенам Константинополя. Из-за того, что прекратился подвоз продовольствия, в столице начался сильный голод. Положение осаждённых становилось день ото дня всё хуже. Никита ещё раз попытался помочь отцу: собрав новое войско, он подступил к азиатскому берегу Босфора и взял Хрисополь, но Константин разгромил его во второй раз, преследовал до Никомедии и захватил в плен.

Приступив к воротам столицы с сухопутной стороны, Константин в сумерках внезапно овладел городом. Артавазд с сыновьями бежал в Вифинию, но вскоре был захвачен. Император велел с позором волочить их связанных во время конских состязаний, а потом ослепить. Патриарха Анастасия, поддержавшего самозванца, василевс приказал нагим посадить на осла задом наперед и под насмешки толпы провести по ипподрому. Сочтя такое наказание вполне достаточным, император вернул Анастасию патриарший престол.

Чтобы уменьшить мощь Опсикия (эта фема находилась в непосредственной близости от столицы), Константин выделил из неё две независимые фемы: Вукелларии и Оптиматы.

Чтобы в случае очередного бунта ему было что противопоставить войскам фем, Константин создал тагмату. Это были несколько небольших элитных полков, которые дислоцировались в Константинополе и его окрестностях и подчинялись непосредственно императору, – преданные ему войска, готовые в случае необходимости выступить против армии мятежной фемы.

В следующие годы Константин начал упорную войну с арабами. В 745 он отобрал у них северную Сирию, в 746 разгромил арабский флот у берегов Крита. В начале 750-х годов военные действия перекинулись уже в Месопотамию и Южную Армению. Не надеясь удержать взятые города (Феодосиополь, Малатию, Самосату и др.), император приказал разрушать их, чтобы крепости не могли послужить опорными пунктами армий халифа, а жителей этих городов, переселил вглубь империи, на земли во Фракии, пострадавшие от сильной эпидемии чумы в 744-748.

Болгары, считавшие такое массовое переселение угрозой своей безопасности, двинулись войной и дошли до Длинных стен Константинополя. Император отважным ударом обратил их в бегство, упорно преследовал и многих перебил. Затем, собрав многочисленные силы, он повёл с болгарами упорную борьбу на суше и на воде. С 500 кораблями Константин вошёл в Дунай, выжег болгарские земли и захватил множество пленных. В битве у крепости Маркелл он вновь обратил врагов в бегство и нанёс им большой урон. Вследствие всех этих поражений болгары прислали послов для переговоров о мире.

Девять лет спустя началась новая большая война. Болгары убили своих правителей и поставили вождём хана Телеца. Собрав и вооружив боеспособных воинов, он в 763 храбро напал на ближайшие византийские города и крепости. Константин, увидев его отвагу и бесстрашие, послал через море к Дунаю флот из 800 судов с конным войском. Сам он повёл другое войско к городу Анхиалу и под его стенами 30.06.763 нанёс поражение Телецу и его армии, многих перебил, других взял в плен и велел казнить в Константинополе.

Устрашённые болгары убили Телеца и стали просить у императора мира. Константин для вида примирился с ними. Однако когда болгары сняли охрану с горных проходов, он внезапно разорвал мир и вторгся в пределы их страны. В результате этого нашествия вся Болгария была сожжена и разграблена, так что многие селения оказались совершенно истреблёнными. В следующие годы опустошительные походы неоднократно повторялись.

Опасаясь грозного противника, халиф ал-Мансур перенёс столицу державы арабов из Дамаска в Багдад. В 760-х годах Константин овладел Исаврией, а в 770 его войска в очередной раз нанесли поражение мусульманам, напавшим на малоазийские фемы. Пленных император также селил во Фракию, используя бывших воинов халифа для комплектования крепостных гарнизонов на границе с Болгарией, ибо не менее тяжёлые, чем на Востоке, он вёл войны и в Европе. За двадцать лет (755-775) Константин совершил девять походов на Болгарию и, несмотря на отдельные неудачи, надолго сокрушил этого сильного противника Византии.

Вскоре Константин напал на князя македонских славян Склавуна и победил его. Огромное количество покорённых славян император перевёл в Малую Азию. Захватив в плен сражавшихся на стороне врага греков-перебежчиков, отказавшихся от христианства, он подверг их жестоким пыткам, а предводителя распорядился казнить со свирепостью, потрясающей даже для тех веков: ему отрубили руки и ноги, а затем живому взрезали живот, дабы врачи могли посмотреть на работу его органов.

Также суров и непреклонен Константин был и в вопросах веры. Подобно отцу, он всю жизнь боролся с почитанием икон и мощей, но внёс в эту религиозную распрю столько рвения и неуступчивости, что был назван "Новым Юлианом". 10.02.754 он собрал в Константинополе церковный собор, который подверг иконы и мощи полному запрету, объявив еретиками всех "древо- и костепоклонников".

Почитатели икон, и более всего монахи, подверглись после этого прямым гонениям. Тех из них, которые хранили свой обет и противостояли иконоборческому учению, Константин предавал различным пыткам и издевательствам: одним беспощадно выжигали или выщипывали бороды, другим разбивали головы иконами, некоторым выкалывали глаза или обрубали им руки и члены тела. Cотни монахов, не давших согласия на отказ от пострига, изуродованные палачами, томились в тюрьмах. Тысячи монахов бежали из пределов империи на Запад, на Сицилию и в Рим. Часть монастырей Константин отдал под жилища воинам, а другие приказал срыть до основания. Монахов же принуждал насильно вступать в брак.

Враги императора в столице около 764 организовали заговор, в число участников которого вошли высшие придворные. Двоих император казнил, остальных отправил в ссылку, назначив ежегодно по сто ударов бичами. Патриарх Константин, оказавший заговорщикам покровительство, был низложен. Его с позором свели с амвона, посадили на осла и со многими издевательствами возили по городу, после чего он был заточён в темницу, а год спустя император велел отрубить ему голову, а труп бросить в Пелагиевы рвы. Место патриарха занял славянин евнух Никита.

Церковная политика Константина привела к окончательной потери Рима, в особенности после того, как в 751 лангобарды взяли Равенну, а Папа Стефан III помазал на царство майордома франков Пипина Короткого и наградил его титулом "патриция Рима", доселе принадлежавшим равеннским экзархам. Император сохранил свою власть лишь над южной оконечностью Апеннинского полуострова: в Апулии, Калабрии и на Сицилии.

Впрочем, потери в далекой Италии он компенсировал приобретениями в Азии и на Балканах. В 765 он провёл успешную экспедиция на Дунай, однако в 766 буря у Варны разметала византийский флот и несколько тысяч утонувших воинов для погребения ловили сетями. Война заставила болгарского хана Патана в 772 лично явиться в Константинополь и униженно просить мира.

В борьбе с болгарами василевс широко использовал подкуп — византийское золото позволяло ему иметь в ставке их ханов обширную агентуру, а в 767 он принял бежавшего к ромеям хана Сабина, используя его как послушную марионетку. Преемник Сабина Телериг, подозревая об измене своих приближённых, написал императору письмо, уговаривая сообщить имена "друзей империи", чтобы он, хан, смог опереться на них против оппозиции. Константин, человек далеко не ординарный, попался на эту приманку и выдал хану имена своих шпионов. Последний моментально всех их казнил.

Когда в 774 пала последняя опора лангобардов в Италии, Павия, которую король Дезидерий сдал войскам Карла Великого, сын последнего короля лангобардов нашёл убежище в Константинополе.

Летом 775 Константин выступил в очередной поход на болгар, но вдруг заболел: на ноге у него образовался карбункул, вызывавший жестокие мучения. К этому присоединилась жестокая горячка. Солдаты донесли василевса на носилках до Силимврии, откуда умирающего повезли морем. До столицы он не добрался; 14.09.775 император скончался на корабле вблизи крепости Стронгиле и он был погребен со всеми почестями в мраморном саркофаге в храме Святых апостолов. Византийский трон унаследовал его старший сын Лев от его первой жены, хазарянки Ирины.

На протяжении всего правления Константин заботился о своем главном активе – столице. В последний год царствования Льва III на город обрушилось землетрясение большой силы. Оно разрушило не только многие храмы, монастыри и статуи, но также и несколько участков стены, защищавшей столицу со стороны суши. Восстановительные работы начались сразу же и были завершены при Константине.

Чтобы восполнить потерю населения после эпидемии чумы 747 года, Константин привёз в неё новых жителей с греческих островов. Когда в засуху хранилища воды опустели, Константин перестроил всю систему водоснабжения. Он восстановил акведук Валента, который сильно пострадал во время аварской осады 626 года. Для этого были привлечены сотни каменщиков и штукатуров из провинции, и вода вновь стала поступать в Константинополь.

Тем не менее Константин V, бывший талантливым полководцем, укрепившим наследие своего отца, подчинив непокорных соседей и отвоевав ранее захваченные земли империи, в глазах православных историков являлся символом зла и излюбленным объектом всяческих поношений. Однако этот образ основывается на источниках победивших иконопочитателей. Само прозвище Копроним ("Дерьмоимённый") дали ему религиозные противники. По их легенде на церемонии крещения младенец Константин "осквернил купель испражнениями", "окрестив" таким образом самого себя. Вторую хульную кличку — Каваллин, ("Кобылятник"), император обрел из-за своего увлечения лошадьми.