Van Dijk studeerde aan Academie Minerva in Groningen, waar hij leerling was van onder anderen Willem Valk. Hij maakte studiereizen naar België en Frankrijk en volgde een opleiding modeltekenen aan de Académie de la Grande Chaumière in Parijs.

Van Dijk werd als beeldhouwer bekend om door zijn handmatig uitgeslagen koperen en aluminium beelden en wandobjecten. Werk van hem werd onder andere geplaatst in stad en provincie Groningen. Bekend is zijn roodkoperen haan aan de Praediniussingel in Groningen. Om gezondheidsredenen kon Van Dijk op een gegeven moment niet meer met koper werken. Van Dijk schilderde ook, hij aquarelleerde, tekende en lithografeerde landschappen.

Van Dijk was lid van de Groninger Kunstkring De Ploeg. In 1977 ontving hij de J.K. Egbertsprijs van Kunstlievend Genootschap Pictura.

Van Dijk had eenmansexposities in vele steden van ons land en nam deel aan groepstentoonstellingen, o.a. in Groningen met De Ploeg, in Hilversum en Amsterdam met andere Groninger kunstenaars.
Klaas van Dijk voerde talrijke opdrachten uit in vele technieken voor overheid en particulieren en was werkzaam als beeldhouwer-schilder in monumentale en vrije kunst.