中核集團黨組堅持“第一議題”制度，推動學習貫徹習近平新時代中國特色社會主義思想和黨的十九屆歷次全會精神持續走深走實，第一時間傳達學習黨的十九屆五中全會精神，將其作為重大政治任務抓實抓好，組織全系統全體黨員網上培訓和黨員領導干部重點輪訓，迅速興起學習宣貫全會精神的熱潮。
高效落實習近平總書記重要指示批示精神和黨中央決策部署，向全系統發出“決戰一百天，決勝十三五”倡議，堅持任務不減、目標不變、標準不降，掀起決戰決勝戰斗熱潮，執行力提升成效明顯，確保“十三五”重點任務圓滿收官。黨組書記、董事長余劍鋒在《求是》等雜志發表理論文章，在大戰大考中堅持黨建引領，大力提振干事創業精氣神。出臺黨建融入中心三年行動方案，實現黨建聯建重大工程全覆蓋，黨建+安全、黨建+科技攻關、黨建+深化改革等取得階段性成果。提煉形成“強核報國、創新奉獻”的新時代核工業精神，評選19家首批黨性教育基地，3家成員單位被評為第六屆全國文明單位，秦山核電主要領導受到習近平總書記親切會見，并作為唯一的全國文明單位代表發言。
7月28日，國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃重大工程安裝啟動儀式在法國該組織總部舉行。此前，中核集團成功實現杜瓦底座吊裝，拉開了國際熱核聚變實驗堆主設備安裝序幕。中國國家主席習近平致信祝賀并指出，國際熱核聚變實驗堆計劃承載著人類和平利用核聚變能的美好愿望，計劃實施以來，中方始終恪守國際承諾，中國企業和科研人員勇挑重擔，與國際同行齊心協力，為計劃的順利推進貢獻了中國智慧和中國力量。
12月4日，中國環流器二號M裝置在成都建成并實現首次放電，標志著中國自主掌握大型先進托卡馬克裝置的設計、建造、運行技術，為我國核聚變堆自主設計與建造打下堅實基礎。
11月27日，華龍一號全球首堆——中核集團福清核電5號機組首次并網成功，創造了全球第三代核電首堆建設的最佳業績。這標志著中國打破了國外核電技術壟斷，正式進入核電技術先進國家行列，對我國實現由核電大國向核電強國的跨越具有重要意義。
當地時間11月28日，華龍一號海外首堆巴基斯坦卡拉奇核電工程2號機組正式開始裝料。這是雙方鞏固深化中巴全天候戰略合作伙伴關系、推進中巴核能合作的重要成果，將增強華龍一號在“一帶一路”沿線國家的影響力和競爭力。
9月8日，中核集團田灣核電5號機組具備商業運行條件，成為2020年全國唯一商運的核電機組。11月，滿足世界核電運營者協會綜合指數計算條件的中國核電21臺機組中，有15臺機組WANO綜合指數達到滿分100，并列世界第一!此外，在2020年，中核集團申報的我國2項核電標準成為國際標準，對支撐華龍一號“走出去”和提升我國核電國際影響力具有重要意義。
9月8日，全國抗擊新冠肺炎疫情表彰大會在京舉行。中核集團北京原子高科金輝輻射技術應用有限責任公司獲評“全國抗擊新冠肺炎疫情先進集體”，核工業四一七醫院院長施曉松獲評“全國抗擊新冠肺炎疫情先進個人”。
此外，中核集團3人獲“中央企業抗擊新冠肺炎疫情先進個人”稱號，1集體獲“中央企業抗擊新冠肺炎疫情先進集體”稱號;1名黨員獲“中央企業優秀共產黨員”稱號，1基層黨組織獲“中央企業先進基層黨組織”稱號;1人獲“全國衛生健康系統新冠肺炎疫情防控工作先進個人”稱號。
面對新冠肺炎疫情，按照黨中央、國務院決策部署，中核集團全力支援抗疫，平穩有序高效開展疫情防控。其中，派出282名醫護人員，其中48人奔赴湖北一線;全系統捐款5600余萬元，黨員個人捐款804.48萬元;發揮核技術在輻照消毒等方面的優勢，免費為228萬套醫用防護服、2011萬副醫用乳膠手套提供滅菌服務。同時還向巴基斯坦、日本、韓國、英國、法國、伊朗、德國、捷克、西班牙、意大利、納米比亞等國伸出援手，向海外捐贈包括一次性醫用口罩、護目鏡、隔離衣等防疫物資。
2020年，中核集團始終堅持和加強黨的領導，將精準扶貧作為義不容辭的重要政治責任，作為落實“兩個維護”具體行動，派出近百名扶貧干部奮戰在脫貧一線，深耕黨建扶貧、教育扶貧、產業扶貧等模式成效顯著，連續兩年獲得中央單位定點扶貧工作考核“好”的最高等次。
包括寧夏同心，陜西旬陽、白河及重慶石柱等四個定點扶貧縣在內，中核集團對口援助的22個省(自治區、直轄市)、44個縣、70多個村鎮全部順利實現“脫貧摘帽”。持續關注解決集團內、外部困難群體，用真情、解難題、出實招，確保小康路上一個都不掉隊。在積極助力脫貧攻堅的同時，中核集團也堅定履行其企業社會責任，在落實國家戰略、發展綠色能源、投身社會公益等眾多領域持續貢獻中核力量。
1月，工業和信息化部發布2019年度國防科學技術獎勵決定，中核集團46項重大科技成果獲得獎勵。其中，“千噸級大型鈾礦基地綠色高效原地浸出技術及工程應用”獲國防科技進步特等獎，這是中核集團自成立以來第二次獲得該獎項;“復雜系統自然循環耦合特性關鍵技術及應用”獲技術發明一等獎，這是集團公司首次獲得此項殊榮;此外，“中核集團核基礎和核數據創新團隊”獲國防科技創新團隊獎。
11月8日，核工業老領導、我國核潛艇第一任總設計師、中國工程院院士彭士祿榮獲中國工程界最高獎項——“光華工程科技成就獎”，成為繼朱光亞、錢正英、徐匡迪、鐘南山、潘家錚、師昌緒、張光斗等院士之后，第八位獲得此項殊榮的科學家。11月3日，中國工程院院士、中核集團中國原子能科學研究院黨委書記羅琦榮獲“何梁何利基金科學與技術進步獎”。12月28日，中核集團陳亮當選“最美科技工作者”。
8月10日，美國《財富》雜志公布最新一期世界500強排名，中核集團首次申報首次入選。這是我國核工業企業首次進入世界500強，也是中核集團打造國際核科技發展的引領者、推動建設國際一流企業邁出的重要一步。另外，中核集團還連續15年獲評國資委考核A級。
“兩核”重組以來，中核集團積極貫徹落實習近平總書記指示批示精神，系統謀劃新時代核工業發展，堅持戰略引領，形成了更高水平的核工業創新鏈和產業鏈，顯著提升了我國核工業的資源整合利用水平和整體國際競爭實力。
新時代是奮斗者的時代，偉大的時代呼喚偉大的精神，崇高的事業需要榜樣的引領。1月15日，為熱烈慶祝中國核工業創建65周年，71名“核工業功勛榜”上榜人員或其家屬代表被授予核工業功勛獎章，40名(團隊)模范踐行集團公司核心價值觀的“奮進中核人”被表彰。
此次“核工業功勛榜”上榜者涵蓋核工業全產業鏈，是中國核工業從創建伊始到當前各個時期的杰出代表。這些上榜者為中國核工業的誕生與成長忘我而無私地奉獻了知識、技能、力量、寶貴的青春乃至終生，為中國核工業作出了杰出的貢獻。本次“奮進中核人”評選表彰，深入挖掘近五年來基層一線踐行企業核心價值觀的典型代表，他們在各自的崗位上用行動彰顯了忠于職守、攻堅克難、持之以恒、勇于擔當、大力協同的精神品質。
6月16日，中核集團正式啟動首屆科技創新大賽，這標志著全國首個面向中國核科技工作者、促進科技創新成果轉化的競技舞臺和創新平臺正式啟用。大賽歷時半年，充分發揮“小核心、大協作”優勢，攜手高校、社會投資機構聯合開展，867個項目同臺競技，36個項目實現對接或達成合作意向，預計市場規模超千億，促進重大創新成果競相涌現，為集團科技創新與成果轉化注入新活力。
9月21日，我國自主研發的超導回旋加速器質子束能量首次達到231 MeV，標志著中核集團自主研發質子治療系統實現重要里程碑節點，為突破國外在質子治療裝備領域的壟斷地位，帶動我國精準放療技術水平的跨越式發展奠定基礎。9月底，“華南熱液型鈾礦基地深部探測技術示范”重點研發項目取得重大找礦突破，在1550米深度發現了我國目前最深的工業鈾礦化，刷新我國工業鈾礦化發現的最深記錄，達到國際同類水平。
此外，2020年中核集團與國家人社部共同舉辦“技能中國行2020-走進核工業”系列活動取得圓滿成功，這也是集團公司歷史上舉辦規模最大、競賽職業最多、參賽選手及選手數量最多的一屆國家級技能競賽活動。
剝離企業辦社會職能和解決歷史遺留問題是黨中央、國務院為深化國有企業改革、完善社會治理、改善基本民生作出的重大決策部署。2020年，中核集團高質量、高效率地完成了剝離企業辦社會職能和解決歷史遺留問題各項目標任務，歷時五年實現全面收官，更好實現了集團公司資源向主業集中，更有利推進了集團公平參與市場競爭，更有效改善了民生，更進一步提升了核心競爭力，為筑牢國家安全基石，續寫我國核工業的輝煌篇章奠定了堅實基礎。
2020年，中核集團全面實施國企改革三年行動。集團公司黨組高度重視，將實施三年行動作為重大政治責任，第一時間傳達學習、成立機構、落實責任、提出要求。按照“可衡量、可考核、可檢驗、要辦事”原則，編制改革三年行動實施方案及行動清單，圍繞6個方面提出80個重點任務，2020年度重點任務已基本完成，集團公司深化改革工作獲國資委高度認可。
集團公司各項重點領域、關鍵環節改革取得積極成效。科研院所改革全面深化，17家事業單位科研院所均明確了“一院兩制”領導體制，6家試點院所初步建立了黨委、院長辦公會的議事決策機制，薪酬改革全面實施。科研院所“我要改革”的氛圍已經形成，核動力院、中核礦業科技等科研院所，在重大科技創新、創新平臺建設和人才方面取得了積極進展。4戶“雙百企業”基本按期完成三年改革任務，中核華興率先推行經理層任期制契約化。2戶科技型子企業納入“科改示范企業”，中核七院營業收入、利潤同比分別大幅增長。為打造一批改革標兵企業，中核集團自主實施綜合改革行動，編制行動方案，首期遴選11家成員企業。
