W tym czasie po pierwszy zaprezentował koncepcję raftu lipidowego.
W 1999 roku Simons brał udział w powstawaniu ELSO, którego jest przewodniczącym.
Jako jeden z inicjatorów założenia i budowy Instytutu Molekularnej Biologii Komórki i Genetyki Maxa Plancka w Dreźnie, przeprowadził się do tego miasta i został w roku 2000 (formalnie od 1998, daty rozpoczęcia budowy instytutu) jednym z jego pięciu dyrektorów instytutu i kierownikiem grupy badawczej. Od roku 2006 jest dyrektorem emerytowanym.
W 2012 roku założył firmę biotechnologiczną Lipotype GmbH, której jest dyrektorem.
Kai Simons jest żonaty z Carolą, z którą ma trójkę dzieci: bliźniaki – Mikaela (naukowiec w dziedzinie neurobiologii) i Katję (socjolog, obecnie planowanie urbanistyczne), i najmłodszego z trójki, Matiasa (lekarz).
Praca Początkowo Kai Simons działał w dziedzinie biochemii medycznej, jego praca magisterska i doktorancka dotyczyła przyswajania witaminy B12 w przewodzie pokarmowym. Po powrocie ze stypendium kontynuował badania nad witaminą B12 oraz białkami surowicy, ale wkrótce zajął się badaniami wirusa Semliki Forest, ze szczególnym uwzględnieniem jego błony i jej składu lipidowego, a mechanizmu pączkowania i transportu wirusa, jako modelu sekrecji białek i lipidów.