Видный советский ученый-физик в области полупроводников. Доктор физико-математических наук, профессор. Заслуженный деятель науки и образования СССР. Награждена орденом Трудового Красного Знамени, орденом «Знак Почета». Родилась в г. Кочетовка в Донбассе, где работала электромонтером. Училась на рабфаке и в 1933 г. поступила на физический факультет Московского университета. После окончания университета работала начальником радиомаяка на мысе Шмидта на Чукотке (1938–1939), преподавателем школы в г. Новосибирске (1939–1943), педагогом в Новосибирском педагогическом институте (ныне Новосибирский государственный педагогический университет). Училась в аспирантуре Томского государственного университета. В 1946 г. защитила кандидатскую диссертацию. В 1953 г., после окончания докторантуры в Москве, — доктор наук. В том же году была назначена директором Московского механического института, переименованного в том же году в Московский инженерно-физический институт (МИФИ). Возглавляла новую кафедру «Полупроводники» в МИФИ, переведенную впоследствии в Московский энергетический институт (МЭИ) и получившую там название «Полупроводниковые приборы». На основе кафедры под ее руководством была создана лаборатория, оснащенная новейшим для того времени оборудованием.
В научные интересы К. В. Шалимовой входило исследование люминесценции кристаллофосфоров, ставшей благодаря ее работе одним из наиболее развитых направлений в МЭИ. Под ее научным руководством было защищено 45 кандидатских диссертаций. Большую роль в обучении будущих физиков в СССР и позже в России сыграл подготовленный К. В. Шалимовой учебник «Физика полупроводников», выдержавший несколько изданий и переведенный на иностранные языки. Ее работа была заслуженно отмечена правительством двумя орденами, пятью медалями и присвоением почетного звания Заслуженного деятеля науки и образования СССР.