Ο Κωνσταντίνος Μυλωνάς σπούδασε Yδατοκαλλιέργεια (B.Sc.) στο Texas A&M University (1988), ακολούθησε μεταπτυχιακό στη Ζωολογία στο North Carolina State University (1991) και διδακτορικό στις Θαλάσσιες και Περιβαλλοντικές Επιστήμες στο University of Maryland (1996).
Το ερευνητικό του πεδίο συνοψίζεται στη μελέτη της αναπαραγωγικής βιολογίας και ενδοκρινολογίας των ψαριών και στην ανάπτυξη περιβαλλοντικών και φαρμακολογικών μεθόδων για τον έλεγχο της αναπαραγωγής και τη βελτίωση της παραγωγής σπέρματος σε ψάρια που παρουσιάζουν ενδιαφέρον για τη βιομηχανία υδατοκαλλιέργειας.
Ο Δρ Μυλωνάς έχει συντονίσει 7 προγράμματα, εκ των οποίων 1 από την Ευρωπαϊκή Ένωση (FP7, DIVERSIFY, 11,8 εκατομμύρια). Επιπλέον, έχει συμμετάσχει ως κύριος ερευνητής από το ΕΛΚΕΘΕ σε 7 ακόμη έργα της την Ευρωπαϊκής Ένωσης (FP 5, FP7, H2020, και ΗEurope). Έχει δημοσιεύσει 1 συλλογικό βιβλίο, 6 κεφάλαια βιβλίων (Αγγλικά, και 1 στα Ελληνικά) και 150 άρθρα σε επιστημονικά περιοδικά με δείκτη ISI. Ο δείκτης H-index του είναι 45 (Scopus) και έχει 6030 συνολικές αναφορές. Έχει επιβλέψει και αξιολογήσει 18 διδακτορικούς φοιτητές και 27 μεταπτυχιακούς φοιτητές.
Σήμερα είναι Διευθυντής του Ινστιτούτου Θαλάσσιας Βιολογίας, Βιοτεχνολογίας και Υδατοκαλλιέργειας (IMBBC) του Ελληνικού Κέντρου Θαλασσίων Ερευνών (ΕΛΚΕΘΕ).