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  諾沃肖洛夫1974年出生於蘇聯烏拉爾山地區的城市下塔吉爾。母親塔季揚娜是英語教師,父親謝爾蓋·諾沃肖洛夫是當地一家工廠裡的一名工程師。這所工廠在當地很有影響,製造火車和坦克(包括著名的T-34)。因而,他們家交往的人員中有大量的工程師和技術人員。小諾沃肖洛夫愛好滑雪和卡丁車,並嘗試自己修理一些汽車零件,學會了車工、銑工、焊接的技巧。  物理老師柳德米拉·拉斯托爾古耶娃、數學老師瓦倫蒂娜·菲利波娃和柳德米拉·巴什馬科娃鼓勵諾沃肖洛夫做實驗並參加各種競賽,還將他介紹到莫斯科物理技術學院遠端教育學院。他閱讀了《量子》(英語:"Quant")雜誌、馬丁·加德納作品的譯本、以及鮑里斯·帕斯捷爾納克、普希金、傑克·倫敦、馬克·吐溫、劉易斯·卡羅爾、傑羅姆·克拉普卡·傑羅姆等人的作品。1991年他直接進入了物理技術學院物理和量子電子學學部,這裡教育質量頗高,課程也很緊張。1993年諾沃肖洛夫參與了十月事件,但沒能拿到槍,有三年時間還參與到一家建築公司的業務中,但最終還是選擇以科學為業。

  諾沃肖洛夫一開始進的是研究鐳射系統的天體物理學中心,一年後轉到切爾諾戈洛夫卡微電子技術研究所。在那裡他可以聽到不少頂尖級教授的演講。他跟隨謝爾蓋·杜博諾斯學習微電子技術,在後來的尤拉·杜博羅夫斯基實驗室從事隧道光譜學方面的工作。1997年在該實驗室攻讀博士時,諾沃肖洛夫得到了去荷蘭奈梅亨拉德伯德大學跟隨安德烈·海姆做研究的機會。雖然一開始做的並不好,但他還是在1999年8月在揚·基斯·曼教授高磁場實驗室成為安德烈的博士生。  2001年海姆轉到曼徹斯特,諾沃肖洛夫隨其前往。實驗室裡只有海姆、諾沃肖洛夫、伊琳娜·格里戈裡耶娃和其他一些博士後和訪者。實驗物件有“磁水”、介觀超導性、壁虎膠帶、帶柵電極的掃描隧道顯微鏡。他們一個重要的專案是製造金屬場效應電晶體,以石墨為原料。本來他們準備放棄,但掃描隧道顯微鏡專案為他們提供了意外的解決之道。諾沃肖洛夫要花很長時間測量疇壁,奧列格向他展示了用透明膠帶材料來切割石墨以作清理的方法。諾沃肖洛夫很快就能造出顯示出微弱場效應的器件。幾個月內,他們造出了第一個石墨烯器件——ZYH-K51樣品。  2004年第一個博士後任期快結束時,他為留在曼徹斯特忙了一陣,利弗休姆信託公司為其提供獎學金,但要求他具備博士學位,就在此時他得到了奈梅亨大學的博士學位。

  在曼徹斯特時,諾沃肖洛夫說服奈梅亨時的同學、微生物學博士伊琳娜·巴爾博林娜嫁給了他。她也是實驗組成員,協助完成了一些與有機體相關的實驗。2009年他們的兩個女兒誕生——索菲亞和維多利亞。
康斯坦丁·諾沃肖洛夫(,英語:Sir Konstantin Sergeevich "Kostya" Novoselov,1974年-8月23日),擁有俄羅斯、英國雙重國籍的物理學家,於莫斯科物理技術學院及奈梅亨拉德伯德大學博士學位畢業,為曼徹斯特大學教授,因為「在二維石墨烯材料的開創性實驗」而與其導師安德烈·海姆一同獲得2010年諾貝爾物理學獎。