1981年，康世恩同志重新兼任石油工业部部长、党组书记，提出对国家实行1亿吨原油产量包干，得到国务院批准。他和其他领导同志一起，精心组织实施这项政策，为扩大勘探和开发油田筹集了大量资金，引进了国外先进技术和装备，大大提高了石油工业的生产和技术水平。1982年至1988年，康世恩同志任国务委员，1987年当选为中共中央顾问委员会常委。80年代后期，康世恩同志特别强调要重视资源接替、勘探布局和资金战略，提出要加强东部地区的勘探，充分挖掘老油田潜力，使产量稳定增长；加快西部地区对外开放，吸收国外资金和技术，尽快在勘探上取得突破。这些意见对我国石油工业的持续发展具有重要意义。康世恩同志还为建立中国海洋石油工业倾注了心血。在邓小平、叶剑英同志的大力支持下，他积极筹划和组织海洋石油对外开放，提出对外合作的方针、政策并主持立法工作，积极吸收国外资金、先进技术和管理经验，使海洋石油成为我国最早大规模引进外资和对外开放的行业，迅速形成了一支技术先进、管理科学、装备精良、素质全面的海洋石油队伍，在海上石油勘探和油气田开发上取得重要成果，成为中国石油工业新的生力军。我国原油年产量从新中国成立初期的12万吨发展到1994年的1.45亿吨，这其中凝聚着康世恩同志的大量心血。康世恩同志一直十分关注石油化工工业的发展，大力支持自力更生建设现代化炼油厂，发展炼油新工艺、新技术，对老厂进行挖潜、革新、改造。他一贯强调从严治厂，倡导在炼油化工企业建立岗位责任制，严格科学管理和质量要求。他主持制定了充分利用1亿吨石油的规划方案，以优化资源配置和提高效益。他亲自领导和大力支持13套30万吨合成氨和5套30万吨乙烯装置的引进规划和建设，倡导石油资源深度加工和综合利用，发展精细化工，对增强我国石油化工实力发挥了重要作用。康世恩同志退居二线后，仍然时刻关心我国的经济建设和社会主义精神文明建设。他多次到基层单位调查研究，及时向中央提出建议。他满腔热情地组织老同志从事关心下一代工作，为加强青少年思想教育奉献余热。病重期间，他还念念不忘国有大中型企业的改革、管理和发展，谆谆告诫各级领导要严格要求，完善制度，努力提高管理水平，体现了一个老共产党员的革命责任心和事业心。