2001年，康辉任《东方时空》主持人，《上海合作组织年会》直播报道主持人、APEC上海年会大型直播报道主持人。
2002年7月，康辉任早间节目《新闻早8点》主播，主任播音员。2002年8月，主持《午夜国际观察》。《亚洲开发银行年会》直播报道主持人。
2003年，康辉任两会直播报道主持人、伊拉克战争直播报道主持人。
2007年，康辉直播报道“嫦娥一号”升天及直播“香港回归十年·庆典晚会”和“香港回归十年直播特别节目”。
2008年， 康辉直播“聚焦残奥会——北京奥运会欢迎宴会”，同年11月份的华盛顿G20峰会直播主持人，同年12月31日直播“纪念《告台湾同胞书》发表30周年座谈会”；新闻频道年终特别节目《记住2008——回到现场》直播；《2008十大新闻揭晓》直播。同年，获中国播音主持“金话筒奖” 。
2009年9月8日、9日、11日三天出镜《新闻直播间》直播主持“大型媒体公益行动·直击斑马线“，2009年10月1日康辉与
李瑞英搭档，现场直播解说国庆60周年盛大阅兵式。
2010年3月14日，康辉全程直播“《十一届全国人大三次会议闭幕》及记者会温总理答中外记者问，2010年3月19日在贵州电视台直播主持《让爱滋润大地 2010贵州抗旱救灾公益晚会》，”2010年5月12日下午直播“汶川地震两周年特别节目《见证希望》”；7月，康辉任央视新闻中心新闻播音部副主任。
2012年10月27日下午，康辉主持知识中国互动百科关于2012的知识年度中国人物颁奖仪式。
2013年，获得全国五一劳动奖章 。
2014年7月，42岁的康辉接替李瑞英，主管央视播音部工作。
2015年，成为中央电视台春节联欢晚会主持人，和朱军、董卿、撒贝宁、李思思、毕福剑、朱迅、尼格买提等一同主持央视羊年春晚。这是康辉第一次登上春晚舞台，也是继2010年欧阳夏丹主持春晚后，近5年来第二位主持春晚的新闻主播。9月15日，康辉获得第四届“全国中青年德艺双馨文艺工作者”称号。同年，被评为“2015年度中央电视台十佳播音员主持人” 。
2016年5月24日，担任2016年第三届“CCTV慈善之夜”大型公益宣传活动慈善大使；12月，当选中国文学艺术界联合会第十届全委会委员 。
2017年1月27日晚，担任2017年央视春晚主会场主持，与朱军、董卿、朱迅和尼格买提合作； 6月，担任央视新闻中心新闻播音部主任；6月28日，当选为中国共产党第十九次全国代表大会代表 。9月，担任中央电视台机关纪委委员。
2018年2月15日，担任2018年央视春晚主会场主持，与朱迅、任鲁豫、李思思、尼格买提合作。3月2日，担任中央电视台元宵晚会主持人，与朱迅、任鲁豫、李思思、尼格买提合作。
2019年2月4日，担任2019年央视春晚北京主会场主持人，与朱迅、任鲁豫、李思思、尼格买提合作 ；8月21日，康辉携节目《一堂好课》登台亮相 ，10月26日，节目《中央广播电视总台2019主持人大赛》开播，康辉担任节目点评嘉宾，11月17日，由康辉主持节目《一堂好课》开播。
2020年1月17日，与朱广权、尼格买提在中央广播电视总台2020央视网络春晚中表演脱口秀节目《主播说：我的2019》；1月24日，与白岩松、水均益 、贺红梅、海霞、欧阳夏丹在2020年中央广播电视总台春节联欢晚会表演情景报告《爱是桥梁》；1月27日，在经典咏流传第三季节目与撒贝宁、朱广权、尼格买提演唱《岳阳楼记》