Tussen 1981-1985 was hij als biochemicus verbonden aan de “Academy of Sciences” in Rusland.
Hij was hoofd van het instituut voor biotechnologisch onderzoek bij het ministerie voor de medische en biologische industrie van 1986 tot 1991.
In de jaren negentig begon hij zijn zakelijke carrière. Hij werd in 1992 voorzitter van de raad van bestuur van de Industrial & Trade Bank. Deze bank staat in de top honderd van Russische banken.
Hij was een van de oprichters van OMZ (Obedinennye Mashinostroitelnye Zavody, voorheen United Heavy Machinery). In 1996 werd hij voorzitter van de raad van bestuur van OMZ. Twee jaar later was hij er directeur-generaal. Onder zijn leiding kreeg het bedrijf een leidende marktpositie met een omzet van 500 miljoen dollar in 2003. OMZ exporteert naar meer dan 30 landen. Sinds 1996 was Bendookidze ook voorzitter van de raad van bestuur van "Uralmash" (een dochtermaatschappij van OMZ) en in 2000 werd hij benoemd tot directeur-generaal van Uralmash.
In 2004 vroeg President Mikhail Saakasjvili's Kakha Bendookidze plaats te nemen in zijn regering. Bendookidze werd minister voor Economische Hervorming.