Казалось бы, что сыну сельского священника из патриархальной провинциальной семьи, по стопам отца, была уготована карьера на духовном поприще. Однако, проучившись четыре года в Тверской духовной семинарии, молодой человек оставляет её, и в 1865 году поступает в Медико-хирургическую академию в Санкт-Петербурге которую и заканчивает с отличием в 1870 году.
  Свою практическую деятельность патологоанатома, как стипендиат военного ведомства, Константин Николаевич Виноградов начинает в должности младшего врача гренадерского полка (Варшава). Спустя два года, его переводят прозектором Николаевского военного госпиталя в Санкт-Петербург, где он работает под руководством М.М.Руднева, исполняя обязанности его ассистента и интенсивно занимаясь научной работой положенной в основу диссертации. В 1873 году состоялась защита диссертации К.Н.Виноградова: »Материалы для патологической анатомии сапа и сибирской язвы», с присуждением ему ученой степени доктора медицины, а спустя год, в 1874 году, – ученого звания приват-доцента. В этой работе К.Н.Виноградовым не только было сделано одно из первых описаний микроскопических изменений характеризующих данные заболевания, но и проведена попытка выявления характерных для них специфических отличий.
   До 1877 года К.Н.Виноградов продолжает работать в Николаевском военном госпитале, пока с началом военных действий в ходе русско-турецкой войны 1877-1878 годов его не назначают в 50-й военный госпиталь в городе Систове (Болгария). Вспышки у солдат и раненых малярии и сыпного тифа побудили К.Н.Виноградова вплотную заняться изучением патологической анатомии изменений возникающих в организме человека при этих заболеваниях. Обобщенный материал по данным вопросам был им опубликован в 1878 –1882 годах. Помимо описания различных локализаций отложения малярийного пигмента и изучения легочных и кишечных осложнений малярии К.Н.Виноградовым практически одновременно с Альфонсом Лавераном были описаны появляющиеся при данной патологии включения в эритроцитах. К сожалению, он не придал особого значения этому феномену. В течение трёх последующих лет К.Н.Виноградов, служит в начале приват-доцентом, а в последующем ассистентом на кафедре общей патологии Медико-хирургической академии. 1881 год ознаменовался для К.Н.Виноградова началом систематической педагогической деятельности по преподаванию патологической гистологии слушателям академии.

   Педагогическая деятельность, приобретенный с годами большой прозекторский опыт и плодотворная научная работа, посвящённая изучению патологической анатомии инфекционных заболеваний, способствовали назначению К.Н.Виноградова на должность заведующего кафедрой патологической анатомии организуемой на медицинском факультете Томского Императорского университета. Прибыв в Томск в 1890 г. Константин Николаевич Виноградов вплотную занялся организацией учебного процесса и преподавательской деятельностью. Привезенные им макропрепараты послужили основой для создания фундаментального музея кафедры. Практические занятия и чтение лекций для слушателей университета, проведение вскрытий умерших осуществляемые К.Н.Виноградовым в течение 1890 г. практически в одиночку не помешали углубленной научно-исследовательской работе.