Kirienko được chỉ định làm lãnh đạo Rosatom, Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Liên bang, ngày 30 tháng 11 năm 2005.[5] Theo quản lý chiều dọc, ông cũng là chủ tịch ban giám đốc của công ty Atomenergoprom.

Ngày 18 tháng 9 năm 2006 khi đang ở Viên ông nói rằng lò phản ứng tại nhà máy điện hạt nhân Bushehr ở Iran phải đi vào hoạt động vào tháng 9 năm 2007 và cả nhà máy phải hoạt động vào tháng 11 năm 2007. Ông ủng hộ ý tưởng của tổng thống Vladimir Putin về việc thành lập một hệ thống quốc tế các trung tâm làm giàu uranium. MỘt trung tâm làm giàu uranium có thể hoạt động tại Nga năm 2007.[6] Trả lời câu hỏi của một phóng viên, Kiriyenko đã nói rằng nhà máy điện hạt nhân Bushehr sẽ không gây ảnh hưởng tới hiệp ước không phủ biến vũ khí hạt nhân và rằng không có gì ngăn cản sự hợp tác năng lượng Iran-Nga. Chính phủ Nga có kế hoạch chuyển nhiên liệu hạt nhân tới nhà máy vào tháng 3 năm 2007.[7]