Kai A. Konrad wurde 1990 an der Ludwig-Maximilian-Universität in München promoviert und habilitierte sich 1993 auch dort. Von 1994 bis 2009 war er Universitätsprofessor an der Freien Universität Berlin und von 2001 bis 2009 zudem Direktor am Wissenschaftszentrum Berlin für Sozialforschung (WZB).

Seit 2009 ist er wissenschaftliches Mitglied der Max-Planck-Gesellschaft, bis 2010 als Direktor am Max-Planck-Institut für Geistiges Eigentum, Wettbewerbs- und Steuerrecht und seit 2011 als Direktor am Max-Planck-Institut für Steuerrecht und Öffentliche Finanzen.

Seit 1999 ist Konrad zudem Mitglied des Wissenschaftlichen Beirates beim Bundesministerium der Finanzen, von 2011 bis 2014 auch als dessen Vorsitzender.

Er ist Mitglied der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina, der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften (acatech), der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften, der Europäischen Akademie der Wissenschaften und Künste und der Academia Europaea.

Er war und ist Mitautor und -herausgeber verschiedener internationaler Zeitschriften der Wirtschafts- und Politikwissenschaften. Er war einer von zwei Gründungsherausgebern von Economics of Governance und von 2007 bis 2018 Co-Editor des Journal of Public Economics.

Kai Konrads Forschung befasst sich mit einer Vielzahl von Themen aus den Bereichen Wirtschaftswissenschaften, Finanzwissenschaften, Politikwissenschaft, theoretische Biologie und des Operations Research. In seinen wissenschaftlichen Forschungen widmete er sich u. a. dem zwischenstaatlichen Steuer- und Systemwettbewerb, der Europäischen Staatsschuldenkrise, energiepolitischen Fragen im Zusammenhang mit dem Klimawandel und dem Wettbewerb um ökonomischen oder sozialen Status.

Seit den frühen 2020er Jahren nimmt er die zunehmend antagonistische wirtschaftliche und politische Beziehung zwischen den USA und China in den Blick.