Родился Константин Винклер 14 июня 1848 года в селе Медведево Великолукского уезда на юге Псковской губернии.
С 1867 года учился на медицинском факультете Дерптского университета, с 1871 года — на физико-математическом факультете, окончил его в 1874 году. Окончив университет, Винклер стал работать ассистентом в Дерптском ботаническом саду, а также преподавать естествознание в школах в Дерпте.
В 1879 году Константин Юльевич переехал в Петербург, где стал сотрудником Императорского ботанического сада.
С 1891 по 1897 год Винклер заведовал гербарием и коллекциями живых растений Ботанического сада, последующие два года работал в должности главного ботаника.
В 1899 году К. Ю. Винклер покинул Россию и поселился в Везенберге. 3 февраля 1900 года он скончался.Константин Юльевич Винклер издал несколько монографий родов сложноцветных Канкриния, Кузиния, Карпезий. Выпустил серию описаний сложноцветных Туркестана.