1996年，時年43歲的康日新進入中國核工業總公司，開始了他在中國核工業的馳騁生涯。剛開始3年，康日新任核工業總公司總經理助理、高級工程師，並任秦山第三核電站有限公司董事長兼總經理。根據北京市第一中級人民法院的判決表述，正是從這一時候，康日新開始了他的腐敗——受賄。
3年後，康日新即升任中國核工業集團公司黨組副書記、副總經理，官至副部級。
從副部到正部的坎，對於康而言也沒有別人邁得那麼艱難和漫長。又是一個3年後，他正式升任中核集團黨組書記和總經理——執掌中國核工業。
在執掌中國核工業後，他沒有忘記母校的培養，推動了中核集團與上海交大的合作。2006年上海交大成立110周年時，他寫文章說：“母校授我以漁，我欲報之以魚。現在中國的核電事業發展很快、形勢很好，在未來的三個五年計劃內，每年會有兩台百萬千瓦級核電站開工建設，每年需要幾百名核專業技術人才。而母校有雄厚的教學資源，應該在核專業人才培養方麵作出新的更大的貢獻。2004年11月，我重返母校，帶來了中核集團公司與交大的人才培養合作協議，與母校共同促成了這一具有長遠意義的戰略舉措。同時，作為中核集團公司的負責人及交大的兼職教授，我為同學們作了關於中國核工業發展的學術報告，非是班門弄斧，隻是想為母校盡一份微薄之力。在交大學習是我一生中最大的一個轉折點。每當憶及那段日日夜夜，心中總是百感交集。飲水思源，是交大給了我知識與榮光。如今，正值上海交大110周年校慶，願我的母校與祖國的繁榮富強、與核事業的蓬勃發展一起邁向明天的輝煌！”
本世紀的前10年是康日新在事業上的頂峰時代。中核集團被認為是中國的“頭號央企”，而康也是一百多家央企的“一把手”中，唯一一個中共十七屆中央委員。外界評價康主政中核集團的6年，是“這家特大型軍工央企步入核工業曆史上發展最快、效益最好的時期”。中核集團有高層人士認為康的開拓精神和改革舉措功不可沒。
中核集團的一些人，至今仍不願相信康日新會涉嫌嚴重違紀。
在一位中核集團老專家的印象中，康日新老實、低調，“不會搞歪門邪道”，而且很注重維護核工業的利益，在堅持發展國產核電技術上有濃重的民族情結。
私下裏，中核集團的員工稱康日新為“老板”。該集團下屬公司一位高層稱，“康老板”耿直、務實、重情義。在上述人士看來，中核集團這幾年的快速發展，除了趕上中國核電大發展的好時期之外，還緣於康日新的開拓精神和改革舉措。
2003年9月，康日新成為中核集團“一把手”。上任時，中核集團已連續虧損13年。
中核集團的前身是二機部、核工業部、中國核工業總公司，是中國核電發展的主力軍，覆蓋了從鈾地質勘查、到放射性廢物處理的整個產業鏈。
康日新走馬上任後，提出要把經濟利益放在發展的第一位，並著力推進管理模式改革，核心內容是“垂直管理、分級授權、橫向協作、互相監督、規範化、程序化、信息化運作”。2004年，中核集團扭虧為盈，並在隨後的幾年中連續保持盈利。
中核集團主營業務收入從2003年的132億元提高到2008年的366億元，年均增長23%；利潤總額從2004年的2.4億元提高到2008年的47.6億元，年均增長82%；連續五次獲得國務院國資委考核A級；全集團人均年收入五年翻了一番。
康日新曾在接受媒體采訪時稱，他當總經理到今天，中核集團沒有虧過錢。任何一個投資都沒有虧損，因為做每一個投資他們都會做認真的思考、科學的論證。
康日新自己也曾在公開場合自豪地稱，在他任期內中核集團沒有虧過錢，“任何一筆投資都沒有虧損”。