В 1988 году основал несколько кооперативов по производству биохимических препаратов. В 1990 году они были преобразованы в АО "Биопроцесс", а Каха Бендукидзе возглавил его совет директоров. Тогда же вошел в совет директоров Народной нефтяной инвестиционно-промышленной евроазиатской корпорации (НИПЕК), стал главным управляющим НИПЕК.
В 1993 году "Биопроцесс" приобрел 58,5% акций "Уралмаша". В 1993 году вместе с Иваном Кивелиди Каха Бендукидзе основал "Круглый стол бизнеса России". В 1993 году баллотировался в Госдуму по спискам блока "Преображение" (не преодолел 5-процентный барьер). В 1996 году создал и возглавил ОАО "Уральские машиностроительные заводы", включавшее "Уралмаш", "Ижорские заводы" и ряд других предприятий (30 июня 2000 года переименовано в "Объединенные машиностроительные заводы" — ОМЗ). С 1998 года по 16 марта 2004 года — гендиректор ОМЗ. Входил в советы директоров большого количества промышленных компаний.С октября 2000 года — член совета по предпринимательству при правительстве РФ, член бюро Российского союза промышленников и предпринимателей (затем стал судебным арбитром комиссии по этике РСПП). В феврале 2002 года стал соинвестором ЗАО "Шестой телеканал", в апреле вышел из проекта из-за несогласия с предложенным бизнес-планом. 8 апреля 2004 года стал председателем совета директоров ОМЗ, имеет 25,93% акций компании. По оценкам Ъ, состояние господина Бендукидзе составляет $64 млн.
Увлекается восточными единоборствами, лошадьми, любит путешествовать. Женат.