1840 წელს მიიღო პირველი საბრძოლო ნათლობა ჩეჩნეთში. იმ ხანებში იგი გაეცნო და დაუახლოვდა მიხეილ ლერმონტოვს. მათ ერთად მიიღეს მონაწილეობა სისხლისმღვრელ ბრძლოლაში გეხონის ტყეში. ყირიმის ომის დროს კ. მამაცაშვილი იბრძვის კავკასიის ფრონტზე. კერძოდ მან თავი ისახელა 1854 წლის 4 ივნისს მდინარე ჩოლოქთან გამართულ ბრძოლაში. ოთხიათასიანმა რუსეთის არმიამ თითქმის მთლიანად გაანადგურა 34-ათასიანი თურქთა მომხდური ძალები. გენერალ ანდრონიკაშვილის ცნობით, ეს ბრძოლა უმთავრესად კ. მამაცაშვილის წყალობით იქნა მოგებული, რისთვისაც იგი დააჯილდოვეს წმ. გიორგის IV ხარისხის ორდენით. ამის შემდეგ ახალგაზრდა ოფიცერი დაინიშნა კავკასიის გრენადერთა არტილერიის უფროსად, მონაწილეობა მიიღო კავკასიის დაპყრობისათვის წარმოებულ ომების დამაგვირგვინებელ ფაზაში, რისთვისაც ებოძა ოქროს ხმალი, წმ. ანას II ხარისხის ორდენი, საიმპერატორო გვირგვინი და წმ. ვლადიმერის III ხარისხის ორდენი. 1898 წლიდან კ. მამაცაშვილი კავკასიის სამხედრო ოლქის არტილერიის უფროსის მოადგილეა, 1869 წელს მიიღო გენერალ-ლეიტენანტობა, ხოლო 1877 წლიდან კი განჯის გუბერნატორი და განჯა-ნუხის მიდამოებში განლაგებული ჯარების უფროსი. იმავე წელს დაიწყო ომი თურქეთთან. აქ მას მოუხდა ერთი მოულოდნელი თავდასხმის მოგერიება და მოხერხებულმა სარდალმა შესძლო დაემარცხებინა მომხდური. ამისათვის იგი წმ. ვლადიმერის II ხარისხის ორდენით დააჯილდოვეს. ნუხელებმა კი მიართვეს ვერცხლის თასი და ადრესი, სადაც ეწერა: „გენერალ ლეიტენენტ კ. ქ. მამაცაშვილს მადლიერ მოქალაქეთაგან 1877 წელს ნუხის გადარჩენისათვის“.
1884 წელს კ. მამაცაშვილმა ავადმყოფობის გამო თავი დაანება სამხედრო სამსახურს და აქტიურად ჩაება ქვეყნის კულტურულ-საზოგადოებრივ საქმიანობაში. მისი მეგობრები იყვნენ გრიგოლ და ვახტანგ ორბელიანები, დიმიტრი ყიფიანი, მიხეილ თუმანიშვილი და სხვები. დიმიტრი ყიფიანთან ერთად დიდი ღვაწლი დასდო სათავადაზნაურო ბანკს, ის დიდხანს იყო მისი ზედამხედველი კომიტეტის თავმჯდომარე და ყოველი ღონით ცდილობდა ბანკის საქმეების მყარ ნიადაგზე დაყენებას. კ. მამაცააშვილს დიდი ღვაწლი მიუძღვის აგრეთვე „ქართველთა შორის წერა-კითხვის გამავრცელებელი საზოგადოების“ საქმიანობაში. იყო მისი დამფუძნებელი წევრი, თბილისის სათავადაზნაურო გიმნაზიის ერთ-ერთი დამაარსებელი, აღსანიშნავია მისი განსაკუთრებული ყურადღება მაჰმადიან ქართველებზე. ზოგი მათგანი მან თბილისში ჩამოიყვანა და ასწავლა, დაამთავრებინა გიმნაზია, შემდეგ უმაღლესშიც ჩააბარებინა.
