Леонід Петрович Юзьков, перший голова суду (1 липня 1992 року — 2 березня 1995 року). 
Після прийняття 3 червня 1992 року Закону «Про Конституційний Суд України» (на сьогоднішній день закон не діє) Верховна Рада розпочала формування складу суду, але спромоглась на той момент обрати лише голову, ним став Леонід Юзьков. Також було голосування за кандидатурами кількох суддів, однак рішення лічильної комісії про їхнє обрання не було затверджено. Конституційний Суд у той період, по суті, не функціонував.
Вважається, що суд створено 16—18 жовтня 1996 року, коли було ухвалено новий Закон «Про Конституційний Суд України», котрий діє й понині, а перші судді, склавши присягу, вступили на посади.
Іван Артемович Тимченко, голова суду з 19 жовтня 1996 року по 18 жовтня 1999 року. 
На першому пленарному засіданні суду було багато преси, була серед них і журналіст «Голосу України». Перше рішення КС прийняв 13 травня 1997 року, воно стосувалося неможливості сумісництва депутатського мандата з іншою посадою.
Конституційний Суд часів Івана Тимченка повернув Крим із мандрівок «у часі». У жовтні 1997 року Верховна Рада АРК прийняла закон, відповідно до якого вирішила звіряти годинники не з Києвом, а з Москвою, що розташовується в іншому часовому поясі. У 1998 році Конституційний Суд визнав ці зміни неконституційними та відновив на території Криму дію київського часу.
У 1998 році своїм рішенням суд вивів Фонд державного майна з підпорядкування Верховної Ради та визначив його як орган «з особливим статусом».
Того ж року КС визнав неконституційним запровадження платних послуг у державних лікарнях. Натомість у 1999 році скасував закон, що забороняв підвищувати комунальні тарифи та вартість проїзду в громадському транспорті.
Віктор Єгорович Скомороха, голова суду з 19 жовтня 1999 року по 18 жовтня 2002 року.
Одним із перших рішень суду за головування Віктора Скоморохи було рішення, що ґрунтувалося на статті 10 Конституції — про обов’язковість використання української мови в дошкільних, середніх та вищих навчальних закладах.
У 1999 році Конституційний Суд визнає смертну кару поза законом. Будь-які згадки про такий вид покарання у Кримінальному кодексі визнаються неконституційними. Наступного року визнається неконституційною заборона на підвищення тарифів на житлово-комунальні послуги в разі, якщо є заборгованість у виплаті зарплати.
16 квітня 2000 року планується проведення всеукраїнського референдуму за ініціативи Президента Кучми. Менш як за місяць до референдуму Конституційний Суд забороняє ставити на голосування питання про недовіру і розпуск Верховної Ради. Також знімається питання про можливість приймати Конституцію на всеукраїнському референдумі.
Того ж року ратифікація Європейської хартії регіональних мов або мов меншин визнається неконституційною. Пізніше, в 2003 році, парламент ще раз проголосує за ратифікацію і хартія набуде чинності.
16 листопада 2000 року розглядається знаменита «справа Солдатова» про те, хто може виступати захисником у кримінальному процесі. Конституційний Суд постановляє: захисником може бути будь-яка особа, яка є фахівцем у галузі права. Недопускання правоохоронними органами до справи осіб, що мають вищу юридичну освіту, однак не є адвокатами, визнається незаконним.
Неконституційною визнається «прописка». КС постановляє: паспортні столи не надають дозволу на прописку за певним місцем проживання, а просто реєструють особу в тому місці, де вона фактично проживає. Відмова в реєстрації, по суті, вважається незаконною.
У 2002 році Конституційний Суд знову стає на захист безкоштовної медицини та підтверджує: державні та комунальні медичні заклади не мають права брати гроші за свої послуги.
За головування Віктора Скоморохи суд переїхав до свого нинішнього приміщення по вулиці Жилянській в місті Києві.
Микола Федосович Селівон, голова суду з 19 жовтня 2002 року по 18 жовтня 2005 року. 
Наприкінці 2002 року суд під головуванням Миколи Селівона визнає неконституційним встановлення плати за користуванням підручниками в загальноосвітніх школах.
25 грудня 2003 року КС приймає рішення, котре, по суті, дозволило тодішньому Президенту Леоніду Кучмі втретє балотуватися на президентський пост, мовляв, першого разу Кучма балотувався до прийняття Конституції, а отже, не можна вважати, що він був президентом двічі.
У 2004 році суд дозволяє призначати особам, які вчинили злочини невеликої тяжкості, більш м’яке покарання, ніж це передбачено законом. Стаття 69 Кримінального кодексу, що забороняла це робити, визнається неконституційною.
Верховна Рада під впливом суспільного незадоволення перебігом президентських виборів призначає переголосування другого туру виборів. З метою уникнення фальсифікацій парламент забороняє голосувати «на дому» всім, окрім інвалідів першої групи. Суд постановляє, що така заборона є неконституційною.
Іван Петрович Домбровський, голова суду з 19 вересня 2006 року по 17 травня 2007 року. 
Ураховуючи складні політичні умови того часу, за майже п’ять місяців роботи під головуванням Івана Домбровського Конституційний Суд спромігся прийняти лише одне рішення, яким визнав неконституційною норму, відповідно до якої голів та заступників голів суду призначає Президент.
Андрій Андрійович Стрижак, голова суду з 10 липня 2007 року по 12 липня 2010 року. 
Під головуванням Андрія Стрижака Конституційний Суд підтвердив обов’язковість дублювання або субтитрування українською мовою всіх без винятку іноземних фільмів, що надходять до вітчизняного кінопрокату.
1 квітня 2008 року суд визнав неконституційною постанову «Про Регламент Верховної Ради України», зазначивши, що діяльність парламенту повинна регулюватися винятково законами, а не постановами.
У результаті позачергових парламентських виборів у Верховній Раді сформувалась коаліція у складі Блоку Юлії Тимошенко та «Нашої України—Народної самооборони». Більшість була дуже хитка, оскільки налічувала лише 228 народних депутатів. 25 червня 2008 року Конституційний Суд ухвалює рішення, що забороняє народному депутату покидати парламентську фракцію тієї політичної сили, у складі якої його було обрано.
Верховна Рада для врегулювання своєї діяльності приймає тимчасовий Регламент, але знову у формі постанови. Конституційний Суд стоїть на своєму і знову визнає документ неконституційним.
Опозиція на чолі з Партією регіонів збирає підписи для проведення всеукраїнського референдуму, в тому числі щодо проголошення російської мови другою державною. Бачачи небажання Президента Ющенка оголошувати референдум, опозиція звертається до Конституційного Суду. Суд постановляє: Ющенко зобов’язаний оголосити референдум за народною ініціативою.
2010 року суд узаконює формування парламентських фракцій окремими депутатами, в народі — «тушками». Це рішення, по суті, переформатовує розклад сил у парламенті та дає змогу сформувати більшість, що підтримує новообраного Президента Віктора Януковича.
Анатолій Сергійович Головін, голова суду з 12 липня 2010 року по теперішній час. 
Найрезонансніше рішення Конституційного Суду, очолюваного Анатолієм Головіним, — повернення країни до Конституції зразка 1996 року. 30 вересня 2010 року суд визнає зміни до Конституції 2004 року такими, що були прийняті з порушенням процедури розгляду та голосування.