Ipinanganak noong Setyembre 17 1857 sa nayon ng Izhevskoye, ikalima 18 kapatid, Tsiolkovsky ay ang anak na lalaki ng isang Polish imigrante. Sa 10 siya ay deafened dahil sa iskarlata at 14 ay sapilitang umalis sa paaralan. Ipinagpatuloy niya ang kanyang pag-aaral sa bahay, at ang 1873 1876 nakatira sa Moscow, kung saan siya-aral ng matematika, kimika, astronomy, at mechanics.
Nasa 17 na taon ay nagsimula na isipin ang posibilidad na lumipad sa espasyo, at inspirasyon ng mga nobelang ni Jules Verne, nagsimula siyang mag-isip tungkol sa kung paano mag-disenyo ng isang spacecraft. Hindi lamang niya ipinanukala upang galugarin ang Universe, kundi pati na rin upang magtatag ng colonies. Matapos makumpleto ang kanyang pag-aaral, itinuro niya ang Kaluga, at nagsimulang magsulat ng mga kwento ng fiction sa agham, nagpapakilala sa mga elemento ng agham at teknolohiya. Mula sa science fiction, pinuntahan niya ang pag-aaral ng mga prinsipyo ng pagkilos at reaksyon, at ang rocket propellant.
Sa 1894 siya ay dinisenyo ng monoplane at sa 1897 itinayo niya ang unang tunel ng hangin sa Russia. Isinulat niya ang ilang mga libro sa paggalugad sa espasyo, at siya ang unang gumamit ng matematika at pisika upang pag-aralan at i-modelo ang paggana ng mga rocket ng espasyo.
Inilalathala niya ang maraming aspeto ng paglipad sa espasyo at pagpapakilos ng misayl. Siya ay isinasaalang-alang ang ama ng spaceflight ng tao at ang unang tao na maisip ang elevator ng espasyo. Ang kanyang pinaka sikat na trabaho ay "Ang pagsaliksik ng cosmic space sa pamamagitan ng jet engine", na kung saan siya nai-publish sa 1903 at kung saan ay itinuturing na ang unang akademikong treatise sa rocketry. Ang kanyang trabaho inilatag ang pundasyon ng hinaharap Sobiyet space program at naiimpluwensyahan mamaya ng rocket siyentipiko mula sa buong Europa, at din-aral sa pamamagitan ng mga Amerikano sa mga dekada ng 1950 at 1960 bilang sila sinubukan upang maunawaan ang mga unang bahagi ng tagumpay ng Sobiyet Union sa espasyo flight.
Sa 1903 inilathala niya ang formula ng Tsiolkovsky, pa rin sa base ng engineering spacecraft ngayon. Ang paglalathala ng kanyang maraming teorya ng rocket ay mula sa 1929. Naaalaala rin ni Tsiolkovsky ang kanyang mga ideya sa industriyalisasyon ng espasyo at ang pagsasamantala sa mga mapagkukunan nito.
Mula noong kanyang kamatayan, ang 19 September ng 1935 ay naganap, siya ay ipinagdiriwang at pinarangalan. Ang bunganga ng Buwan ay nagtataglay ng kanyang pangalan, at sa 1989 sumali siya sa International Aerospace Hall of Fame. Ang museo ng kasaysayan ng cosmonautika ay ipinangalan sa kanya sa Kaluga.