Возведена Пьетро Антонио Солари в 1490 году на месте Тимофеевских ворот белокаменного Кремля 1366-1368 годов. Название свое башня получила от располагавшейся неподалеку в Кремле церкви Константина и Елены. Сначала она была проездной и традиционно защищала древние дороги, соединяющие Кремль с Великим посадом (Китай-городом) - подъезды от пристани, от Великой и Варьской улиц. Расположенная близко от реки, башня имела мощную отводную стрельницу, соединявшуюся с ней мостом, переброшенным через ров. В стрельницу можно было попасть через подъемный мост.

В 1670-1680-х годах над широким четвериком башни с машикулями и парапетом был возведен стройный шатровый верх на арочном четырехугольном основании. Нижняя часть сложного абриса шатра прорезана слухами.

В конце XVII века, когда Великая улица утратила свое былое значение и прежняя оборонная роль башни сошла на нет, ее стрельница была превращена в застенок и названа “Пыточной”. Ворота башни были закрыты.

В 1707 году по приказу Петра I на Константино-Еленинской башне были растесаны бойницы для установки пушек. В XVIII - начале XIX века разобраны мост и отводная стрельница, а ворота заложены.

Внутри проездная часть башни, перекрытая цилиндрическим сводом, полузасыпана. Над обширным сводчатым помещением второго яруса поднимается верхний четверик, раскрытый в полость шатра, поделенного на ярусы плоскими деревянными перекрытиями. Внутристенная лестница, начинающаяся проемом изнутри Кремля, выводит на боевую площадку.

Высота башни 36,8 м.