Действительный член (1987), член-корреспондент (1976) АН СССР, доктор химических наук (1973), профессор (1982). Физикохимик. Специалист в области химической кинетики в конденсированных средах, катализа, химической радиоспектроскопии.

После окончания физико-химического факультета, а затем аспирантуры Московского физико-технического института работал в Институте химической физики им. Н. Н. Семе­нова АН СССР (1966–1977). В Сибирском отделении с 1977 г.: заместитель директора (1977–1984); директор Института катализа СО РАН (1984–1995), зав. кафедрой физической химии НГУ. Возглавлял межотраслевой научно-технический комплекс «Катализатор» (1986–1992).

Член Президиума СО АН СССР — РАН (1988–1996), председатель Объединенного ученого совета по химическим наукам СО РАН (с 1992), зам. председателя Научного совета АН по катализу, председатель Научного совета по катализу и его промышленному использованию. Президент Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC) (1994–1995), иностранный член ряда зарубежных академий наук, член редакционных советов многих отечественных и международных научных журналов.

Имеет государственные награды. Лауреат международных премий.

В память о К. И. Замараеве учреждены премия молодым ученым-химикам, присуждаемая Президиумом СО РАН каждые два года, именная стипендия студентам ФЕНа НГУ, учрежденная Институтом катализа СО РАН, и Международный благотворительный научный фонд. В Институте катализа СО РАН создан мемориальный кабинет академика, на здании института установлена мемориальная доска, его именем названа аудитория в НГУ.