Касьян Ярославич Голейзовский родился в Москве в семье артистов Большого театра. После окончания Санкт-Петербургского театрального училища в 1909 году, он был принят в Мариинский театр, но вскоре перешел в Большой театр. В юности Голейзовский познакомился с творчеством М. Фокина и А. Горского и от них унаследовал уважение к традициям и желание поиска новых путей в хореографии.
С 1909 по 1918 год Голейзовский танцевал в ГАТОБе. В 1916 году он осуществил свои первые постановки номеров и организовал собственную профессиональную студию "Московский камерный балет", где искал новые выразительные средства и поставил "Сонату смерти и движения" на музыку А. Н. Скрябина, "Саломею" на музыку Р. Штрауса, "Трагедию масок" Б. Б. Бера и "Этюды чистой классики" на музыку Ф. Шопена.
В 1919 году Голейзовский готовил балет "Маска красной смерти" на музыку Н. Черепнина в Большом театре, но работа так и не была поставлена из-за сопротивления труппы. Потерпев неудачу в театре, Голейзовский попробовал свои силы в эстраде, где привлек внимание своим поиском соответствия движений и эмоциональной выразительности музыки.
Голейзовский искал максимальную свободу и выразительность человеческого тела, изысканную пластику, значительное место в его творчестве занимает эротика. Большинство его работ отражали любовный экстаз и борьбу за женщину или мужчину, показывали на сцене новые взаимодействия партнеров.
В 1925 году Голейзовский поставил балет "Иосиф Прекрасный" С. Василенко в Большом театре, где обратился к теме вечной красоты. В 1930-е годы он перестал работать в театрах Москвы и ставил номера в хореографических училищах, на эстраде, а также изучал и переосмысливал танцевальный фольклор.
В 1962 году Касьян Голейзовский вернулся в Большой театр, где был поставлен его балет "Скрябиниана". В 1964 году состоялась премьера балета «Лейла и Меджнун» С. Баласаняна, в котором одну из лучших своих ролей исполнил В. Васильев. Используя уникальные качества танцовщика, Голейзовский сочинил для него миниатюру «Нарцисс» на музыку Н. Черепнина.
Затем последовали постановки в Большом и других театрах, последняя работа Касьяна Голейзовского - танцевальная сюита "Мимолетности" на музыку С. Прокофьева для труппы Московского "Молодого балета".
Голейзовский был талантливым хореографом, и хотя его талант не совпадал с течением времени, его идеи и находки были подхвачены и развиты балетмейстерами последующих поколений.