Константин Иосифович Молоненков родился 1 июня 1923 года в деревне Лисиченки (ныне — Гагариснкий район Смоленской области).
В 1941 году он окончил среднюю школу.
Июль 1941 г. - мобилизован в Красную армию.
В марте 1943 года окончил курсы младших лейтенантов. С апреля того же года — в действующей армии.
К марту 1945 года старший лейтенант Константин Молоненков командовал батареей 486-го пушечного артиллерийского полка 10-й пушечной артиллерийской бригады 6-й артиллерийской дивизии прорыва 4-го артиллерийского корпуса прорыва 61-й армии 1-го белоруссмкого фронта. Отличился во время освобождения Польши. Принимал участие в освобождении большого количества населённых пунктах, во время которого нанёс противнику большие потери.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 31 мая 1945 года за "образцовое выполнение заданий командования и проявленные мужество и героизм в боях с немецкими захватчиками" гвардии старший лейтенант Константин Молоненков был удостоен высокого звания Героя Советского Союза.
После окончания войны Молоненков продолжил службу в Советской Армии.
В 1948 году он окончил Объединённые курсы усовершенствования артиллерийского состава, в 1956 году — Военную артиллерийскую командную академию.
С июля 1960 года служил в РВСН.
В июне 1984 года в звании генерал-майора Молоненков был уволен в запас.
Проживал в городе Одинцово Московской области.
Умер 9 сентября 1995 года, похоронен на Лайковском кладбище Одинцово Московской обл.
Лауреат Государственной премии СССР 1981 года. Был также награждён орденом Красного Знамени, двумя орденами Отечественной войны 1-й степени, орденом Отечественной войны 2-й степени, двумя орденами Красной звезды, орденом "За службу Родине в Вооружённых Силах СССР" 3-й степени и рядом медалей.
