Родился 16 июня 1911 года в городе Ярцево (ныне административный центр Ярцевского района Смоленской области). В 1928 году окончил 6 классов, затем и школу фабрично-заводского ученичества (ФЗУ) при Ярцевской прядильной фабрике. Работал на Ярцевском хлебокомбинате. С 28 декабря 1930 года в рядах Красной Армии. В 1932 году окончил Ленинградскую военно-теоретическую школу ВВС, а в 1933 году и 7-ю Сталинградскую военную школу пилотов. Служил младшим лётчиком в частях ВВС Забайкальского военного округа, с декабря 1937 года - старшим лётчиком. С мая 1938 года - помощник командира эскадрильи 70-й ИАЭ (Московский военный округ). С ноября 1938 года - командир звена в 11-м ИАП (Московский военный округ), с апреля 1939 года - старший адьютант эскадрильи, с августа 1939 года - помощник командира эскадрильи, с декабря 1940 года - исполняющий дела командира эскадрильи. C сентября 1939 года полк входил в состав 2-й ИАБР, с августа 1940 года - в состав 24-й ИАД, с 20 июня 1941 года - в состав 6-го ИАК ПВО.

С 22 июня 1941 года капитан К. Н. Титенков в действующей армии: в составе 11-го ИАП ПВО (6-й ИАК ПВО, Московская зона ПВО), летал на Як-1. Осуществлял прикрытие города и военных объектов Москвы с воздуха, помимо выполнения задач ПВО вылетал на прикрытие наземных войск, штурмовку войск противника.

22 июля 1941 года участвовал в отражении первого массированного налёта авиации противника на Москву. В ту ночь в налёте участвовало до 250 бомбардировщиков. Сильные воздушные бои развернулись в световых прожекторных полях на рубеже Солнечногорск - Голицыно. При отражении налёта звено во главе с капитаном К. Н. Титенковым встретило в районе Дорохово бомбардировщик Хe-111 и совместными усилиями (с лейтенантами В. Д. Лапочкиным и В. В. Бокачем) сбили его в районе Руза.

24 июля 1941 года при патрулировании в районе Дорохово - Можайск встретил вражеский самолёт-разведчик Ю-88, который вынырнул из облаков. К. Н. Титенков стал сближаться с ним, но бомбардировщик вновь скрылся в облаках. Однако, К. Н. Титенков его выследил. Когда вражеский бомбардировщик снова вынырнул из облаков, сблизился с ним и последовательными атаками сбил а районе Вязьмы.

В ночь с 9 на 10 августа 1941 года вылетел на патрулирование в район города Наро-Фоминска. Встретил там бомбардировщик Ю-88, атаковал его несколько раз, пока не сбил. 20 августа 1941 года вылетел на перехват самолёта До-17, пролетавший в районе аэродрома, догнал его и сбил в районе города Ржева.

24 сентября 1941 года во время патрулирования над своим аэродромом, был направлен на перехват воздушного разведчика противника Ю-88, направляющегося к Волоколамску на высоте около 7000 метров. Самолёт был обнаружен в районе железнодорожной станции и атакован. Несколькими короткими очередями К. Н. Титенков поджёг левый двигатель "Юнкерса". В пикировании вражескому бомбардировщику удалось сбить пламя, и он начал уходить на малой высоте (около 200 метров). К. Н. Титенков не отставал, ведя огонь. Вскоре боекомплект у него закончился. Тогда К. Н. Титенков сделал несколько "холостых" атак, заставляя противника снижаться ещё ниже, и вогнал его в землю в районе Сычёвки.

7 октября 1941 года при сопровождении своих бомбардировщиков в район Юхнов - Медынь, встретил группу истребителей противника, прикрывавших цель и вступил со своей группой в бой. В результате был сбит один Ме-109, который горящим упал в лес.

10 октября 1941 года командир эскадрильи 11-го истребительного авиационного полка (6-й истребительный авиационный корпус ПВО, Московская зона ПВО) капитан К. Н. Титенков возвращаясь после воздушного боя на свой аэродром погиб в авиационной катастрофе (разбился при попытке посадить самолёт в сложных метеоусловиях). Всего совершил 172 боевых вылетов (включая 42 - ночью), в 66 воздушных боях сбил лично 4 и в составе группы 2 самолёта противника. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 28 октября 1941 года посмертно удостоен звания Героя Советского Союза.

Похоронен на кладбище сельского поселения Никольское (Одинцовский район Московской области). На здании Ярцевского хлебокомбината установлена мемориальная доска в память о Герое. На месте гибели лётчика в окрестностях авиабазы Кубинка (Одинцовский район Московской области) установлен памятный знак.

Награждён орденами: Ленина (24.07.1941, 28.10.1941).