Kalundborg er Region Sjællands industriby nummer ét. Ingen anden kommune har så stor en andel af arbejdspladser i industrien. Andelen af industriarbejdspladser er samtidig den næsthøjeste i hele landet, kun overgået af Billund Kommune.
Det skyldes helt overvejende de to store Novo-virksomheder, medicinalvirksomheden Novo Nordisk A/S og enzymproducenten Novozymes A/S, der tilsammen tegner sig for over to tredjedele af den samlede industribeskæftigelse i kommune.
Den største del af industrivirksomhederne er proces- og biotekvirksomheder, der er karakteriseret ved et stort behov for energi og vand, og som giver store affaldsstrømme. Disse affaldsstrømme kan ofte være ressourcer for andre virksomheder, og det er i Kalundborg Kommune sat i system i et unikt samarbejde kaldet Kalundborg Symbiose, hvor man udnytter hinandens reststrømme. Det giver både miljømæssige og økonomiske fordele. Samarbejdet er blevet internationalt berømt blandt politikere og embedsmænd, og der er hyppigt delegationer på besøg for at studere modellen.
Kalundborg Havn er en af Danmarks betydeligste havne, bl.a. fordi den har en vanddybde på 15 m. Havnen og de store industrivirksomheder har været spydspidsen i kommunes indsats for at få Folketinget til at sætte gang i den allerede vedtagne forlængelse af Kalundborgmotorvejen (Rute 23) helt til Kalundborg. Motorvejen angives at være vigtig, ikke alene for transport af varer, men også for at tiltrække kvalificeret arbejdskraft, hvilket gennem årene har været en af kommunens udfordringer. Anlægsarbejderne starter efter planen i 2022.
Et andet længe næret ønske fra erhvervslivet har været at få en uddannelse af procesingeniører til Kalundborg. Det blev imødekommet, da Professionshøjskolen Absalon i 2017 etablerede en afdeling i Kalundborg. I 2021 tages en nyt campus for diplomingeniører og bioanalytikere i brug, og regeringen offentliggjorde i maj 2021 planer om at flytte flere uddannelsespladser til byen.
I lighed med de fleste andre kommuner mistede Kalundborg en del arbejdspladser i kølvandet på finanskrisen i 2008. Det gik især ud over transport, forsyning og bygge og anlæg samt handel, service og oplevelseserhverv, der stadig i november 2019 havde færre ansatte end før finanskrisen. Den offentlige sektor mistede også en del arbejdspladser og havde i november 2019 ca. 1.000 færre ansatte end før finanskrisen.