徳川家臣。ニ連木戸田氏。戸田忠重の子。母は戸田吉光の女。幼名は虎千代。通称は孫六郎。信濃国松本藩主。
永禄１０年（１５６７）５月、父・忠重の死により６歳で徳川家康から遺跡相続を許される。同年に松平姓を賜っているが、これは他家への賜姓松平の最初である。また、家康の生母・於大（伝通院）が松平広忠との離別後に久松俊勝に嫁して生んだ松姫（家康の異父妹）を許嫁に迎えるという厚遇を受けた。
天正２年（１５７４）に元服して康長と改名。高天神城攻めの初陣以後、家康に従って天正１２年（１５８４）の小牧・長久手の合戦や天正１８年（１５９０）の小田原征伐などに出陣した。
小田原征伐後に徳川氏が関東６ヶ国（伊豆・相模・武蔵・上野・上総・下総）に国替えとなると、康長もこれに従い、武蔵国深谷で１万石の所領を与えられた。
文禄元年（１５９２）に丹波守に任官。
関ヶ原の役後の慶長６年（１６０１）に上野国白井２万石、慶長７年（１６０２）に下総国古河２万石、慶長１７年（１６１２）に常陸国笠間３万石、ついで大坂冬の陣・夏の陣での戦功によって元和２年（１６１６）には上野国高崎５万石と累進し、翌年には信濃国松本７万石に転じた。
在封中に領内の総検地を行い、また元和９年（１６２３）には徳川家光の付属を命じられ、また寛永９年（１６３２）の徳川秀忠死後は江戸城西の丸警固を命じられたが病のため辞し、同年の１２月１２日、松本で没した。享年７１。法名は祥雲院一運宗智。
側室の子・戸田康直が家督を継いで松本藩主となるが、翌寛永１０年（１６３３）に播磨国明石藩に転じた。