В качестве литературного консультанта проработал недолго: за стихотворение «На смерть Кирова» был исключен из комсомола и вскоре уволен. Поводом послужила найденная у него книга об Отечественной войне 1812 г., которую партийные идеологи сочли свидетельством «преклонения перед царскими генералами». Некоторое время он жил в Москве и работал в редакции газеты «Свердловец». Был призван на срочную службу в Красную армию, где работал в армейской газете «Призыв». Затем был направлен в пехотное училище в Москву.
В годы Второй мировой войны, в декабре 1941 г., под Клином контуженным лейтенант Воробьёв попал в плен. В 1941–1943 гг. он находился в Клинском, Ржевском, Смоленском, Каунасском, Саласпилсском, Шяуляйском лагерях военнопленных. Трижды бежал из плена. Только 24 сентября 1942 г. побег увенчался успехом, и он будет считать этот день своим вторым рождением. В 1943–1944 гг. он командовал партизанской группой в составе действовавшего в Литве советского партизанского отряда под Шяуляем. Тогда же, находясь в фашистском тылу, Воробьёв написал свою первую повесть «Дорога в отчий дом» (опубликована в 1986 г. под названием «Это мы, Господи!»). В повести описаны страшные события, которые пришлось пережить автору: фашистский застенок, концлагерь, расстрелы товарищей.
После прихода Советской армии в Шяуляй Воробьёв был назначен в этом городе начальником штаба Противовоздушной обороны. Демобилизовался в 1947 г. Закончилась война, однако вернуться на родину писатель не мог. Бывшего узника немецких концлагерей здесь ждала страшная участь – клеймо предателя и уже советский концлагерь. Пришлось пройти мучительные проверки НКВД и лишь через 10 лет получил награду – медаль «Партизану Отечественной войны» 1-й степени. В его жизни всё время так: если горе, то полной чашей, до радости – долгий путь.
В Шяуляе он встретил свою жену и друга на всю жизнь. Вера Викторовна Воробьёва подарила ему семейные радости, понимание, добрую заботу. Они стали жить в Литве, ставшей родиной его детей, здесь вышли в свет первые книги писателя «Подснежник» (1956 г.) и «Седой тополь» (1958 г.), затем «Гуси-лебеди» (1960) и другие. С 1947 г. Воробьёв с супругой жил в Вильнюсе и сменил много профессий. Был грузчиком, шофёром, киномехаником, конторщиком, заведовал магазином промышленных товаров. В 1952–1956 гг. он работал в редакции ежедневной газеты «Советская Литва», где был заведующим отделом литературы и искусства. Его первый рассказ «Ленька» (1951) был опубликован в милицейской газете. В рассказах конца 1940-х – начала 1950-х гг. и в повести «Одним дыханием» (1948) в основном шла речь о буднях литовской деревни.
В 1950-е гг. в архиве одного из московских журналов лежала повесть-откровение, повесть-крик «Это мы, Господи!..» (не окончена, 1943). Она увидела свет лишь через два десятилетия – в октябре 1986 г. на страницах журнала «Наш современник».
Однако первые сборники рассказов вроде бы одобрили, но вот Воробьёв задумал и написал одну из известнейших своих повестей «Убиты под Москвой». Эта повесть остаётся одним из самых достоверных произведений о начальном периоде войны в 1941 г. под Москвой. Из журнала, куда отправил её, пришёл ответ, что война была не такой. Повесть отвергли и другие, автор начал думать о собственной бездарности, отчаивался, а вся послевоенная жизнь, когда днём письмоносец, грузчик, киномеханик, конторщик, завмаг, а ночью писатель, представлялась абсурдом. Именно тогда в его жизни появился А.Твардовский, который в 1963 г. напечатал повесть «Убиты под Москвой» в «Новом мире», вопреки всему, как новое слово о войне. По словам литературного критика С.Каменецкой, в ней оживет пронзительно и страшно всё то, что было в жизни: и растерянность измученного лейтенанта, и самоубийство капитана Рюмина, не выдержавшего гибели своих курсантов, и первая победа героя - поджёг танк, но никто этого не видит, все погибли. И юный лейтенант поймёт, что врага можно бить, и будет это делать, вынеся на плечах боль и недоумение первых месяцев Великой Отечественной войны.
В своих воспоминаниях «Розовый конь» Вера Воробьёва писала: «Убиение повести «Убиты под Москвой» было первым ударом ножа в спину... Имя Воробьёва было занесено в список тех, кого не велено упоминать в прессе, кому суждено пережить погребение своего имени при жизни. Это было тяжело, но это рождало и силу сопротивления, обостренное чувство неприятия подлого времени, подлых средств игры и жгучее желание не сдаваться».
К.Воробьёв был привержен к правде, горькой правде. Он писал: «Если писатель лжет перед своей совестью и не желает видеть горе и беды народа, трагедию его называет исторической неизбежностью - он ничто, какими бы наградами не ублажало его правительство. Придёт время, и для всех это станет очевидным и понятным. Тогда, кроме позора, такого писателя ничего не ждёт. Я не знаю, будут ли меня читать потом, но я знаю, что на мою могилу никто не плюнет».
Он написал более 30 рассказов, очерков и десять повестей. Автобиографические повести с изображением жестокости войны писателю удавалось публиковать с большими задержками, с вынужденными купюрами и сокращениями («Это мы, Господи!», не окончена, 1943; опубликована посмертно в 1986 г.; «Крик», 1962). С повестями «Крик» и «Убиты под Москвой» к писателю пришла широкая известность и одновременно официальное забвение.
Повесть «Мой друг Момич» (1965, опубликованная посмертно в 1988), отражает трагедию коллективизации. Известность и признание получили также повести «Сказание о моем ровеснике», «Генка, брат мой», «Вот пришел великан», «Почём в Ракитном радости». Последней книгой Воробьева стала неоконченная повесть «И всему роду твоему...». Писатель ушёл из жизни неожиданно рано и не успел закончить многое. Друг Константина Дмитриевича литературный критик Ю.Томашевский назвал эту книгу итогом, заветом, «книгой главных его мыслей о жизни людей».
Рассказы и отрывки из его повестей переведены на немецкий, польский, латышский, болгарский языки. На литовский язык переведены рассказы «Настя» (перевод опубликован в газете «Literatūra ir menas», 1968), отрывок из повести «Это мы, Господи!» (ежедневная газета «Tiesa», 1988). Выходили также сборники переводов на литовский язык.
После тяжёлой болезни умер в 1975 г. На доме в Вильнюсе (улица Вяркю, 1), в котором в 1960-1975 гг. жил писатель, была установлена мемориальная доска. В 1995 г. прах писателя был перезахоронен в Курске на Офицерском (Никитском) кладбище. На его родине, в селе Нижний Реутец Курской области, в родительском доме, открыт музей писателя. 3 октября 2009 г. в Курске, в сквере у Курской государственной филармонии, был открыт памятник К.Воробьёву.
Ещё в 2001 г. К.Воробьёву (посмертно) и Е.Носову была присуждена премия Александра Солженицына. Жюри решило, что премия присуждена «двум писателям, чьи произведения в полновесной правде явили трагическое начало Великой войны, её ход, её последствия для русской деревни и позднюю горечь пренебрежённых ветеранов». К.Воробьёва никогда не баловали премиями. Но последней, присужденной ему посмертно лауреатом Нобелевской премии А.Солженицыным, он был бы рад, так как безмерно уважал писателя, преклонялся перед его талантом и мужеством. И есть, наверное, высшая справедливость в том, что Солженицын назвал Воробьёва одним «из наиболее значительных художников слова второй половины XX века».