在2000年的悉尼奥运会上，北岛康介初次登上国际大赛舞台，于男子100米蛙泳项目中取得了第四名的成绩。次年，他在福冈世界游泳锦标赛的男子200米蛙泳比赛中更进一步，收获了一枚铜牌。到了2002年釜山亚运会，北岛康介迎来了重要突破，他在男子200米蛙泳决赛中以2分09秒97的出色表现夺得冠军，并且一举打破了由巴罗曼于1992年创造的2分10秒16的世界纪录。2003年7月，在巴塞罗那举行的世界游泳锦标赛上，北岛康介再次展现惊人实力，他将斯洛得诺夫在福冈世锦赛上创造的59秒94的男子100米蛙泳世界纪录提升了0.16秒，成功摘得该项目金牌。这不仅标志着日本队首次赢得世界锦标赛游泳项目的金牌，同时也是亚洲选手在世锦赛游泳男子项目中获得的首枚金牌，具有里程碑式的意义。2004年8月雅典奥运会，北岛康介在男子100米蛙泳决赛中以1分0秒08的成绩战胜劲敌布兰登·汉森，首度加冕奥运冠军。随后在男子200米蛙泳决赛中，他再次击败布兰登·汉森，以2分09秒44的成绩夺冠，并创造了新的奥运会纪录。2005年4月，在日本横滨举行的游泳锦标赛暨世锦赛选拔赛上，北岛康介在男子200米蛙泳决赛中状态欠佳，仅游出2分13秒26，位列第三，因而未能获得当年世锦赛的参赛资格。2006年12月的多哈亚运会，他在男子50米蛙泳比赛中以28秒38的成绩不敌哈萨克斯坦选手波尔亚科夫，获得银牌；而在男子100米蛙泳决赛中，他以1分1秒13的成绩成功夺冠；在男子200米蛙泳决赛中，他又以2分12秒05的成绩再夺一金，收获个人在该届亚运会的第二枚金牌。2007年4月墨尔本世界游泳锦标赛，北岛康介在男子200米蛙泳决赛中以2分9秒80的成绩强势夺冠。2008年6月，在日本游泳公开赛男子200米蛙泳比赛中，北岛康介以2分7秒51的优异表现刷新了该项目世界纪录。同年8月北京奥运会，他在男子100米蛙泳决赛中以58秒91的成绩夺冠并打破世界纪录；在男子200米蛙泳决赛中，他又以2分07秒64的成绩夺冠并刷新奥运会纪录。2009年，北岛康介并未参加在罗马举行的世界游泳锦标赛。2010年8月，他在泛太平洋游泳锦标赛男子100米蛙泳决赛中以59秒35的成绩夺冠；然而同年11月的广州亚运会，他在男子50米蛙泳和100米蛙泳两项比赛中均未能进入前三，随后因伤退出了男子200米蛙泳的角逐。2011年7月世界游泳锦标赛，北岛康介在男子100米蛙泳决赛中以1分00秒03获得第四，无缘奖牌；在男子200米蛙泳决赛中则以2分08秒63的成绩摘得银牌。2012年3月，他在美国游泳大奖赛哥伦布站以1分00秒13赢得男子100米蛙泳冠军；6月于圣克拉拉站，他在男子200米蛙泳决赛中以2分13秒24夺冠，在男子100米蛙泳决赛中以1分01秒56获得季军。在伦敦奥运会上，他于7月30日的男子100米蛙泳决赛中以59秒79位列第五；8月1日的男子200米蛙泳决赛中则以2分08秒35获得第四，再次与奖牌失之交臂。2013年7月30日，在巴塞罗那举行的第15届世锦赛男子50米蛙泳半决赛中，他以27秒82排名第十五，未能晋级决赛。2014年6月，在日本游泳公开赛上，北岛康介状态低迷，未能游出理想成绩，因此落选日本国家队，不仅无缘仁川亚运会，也失去了参加8月在澳大利亚举行的泛太平洋游泳锦标赛的资格。2015年4月日本游泳锦标赛，他在男子100米蛙泳比赛中仅获第三，失去了参加喀山世锦赛的机会。2016年4月，在日本游泳锦标赛暨奥运选拔赛上，北岛康介未能在男子200米蛙泳比赛中达到参赛标准，从而无缘里约奥运会，随后他正式宣布结束自己的运动生涯。
2023年3月14日，入选2023国际游泳名人堂。
2013年9月23日，日本著名游泳运动员北岛康介与妻子千纱正式办理手续，完成了婚姻登记，组建了新的家庭。随后在2014年5月12日，这对夫妇迎来了他们的第一个孩子，一个健康的新生儿顺利降生，为他们的家庭生活增添了更多的喜悦与温馨。
2008年3月24日，日本著名游泳运动员北岛康介荣幸地参与了北京奥运会圣火在日本长野市的传递活动，他以火炬手的身份亲身支持了这一国际体育盛事。同年9月4日，北岛康介又前往日本千叶县柏井小学进行校园访问，他亲切地为小学生们上了一堂生动有趣的游泳指导课，通过亲身示范和耐心讲解，向孩子们传授了基本的游泳技巧，并鼓励他们积极参与体育锻炼，培养健康的生活习惯。
对于北岛康介而言，打破世界纪录仿佛是一场充满乐趣的挑战。在2002年釜山亚运会上，他成功打破了沉寂长达十年之久的男子200米蛙泳世界纪录，然而不久之后，俄罗斯选手科莫尼科夫又将这一纪录再度刷新。但北岛康介并未就此止步，在2003年的世界游泳锦标赛上，他不仅重新夺回了200米蛙泳的纪录，更一举打破了100米蛙泳的世界纪录，展现出持续而强劲的竞争力。作为日本体育界标志性的领军人物，北岛康介不仅凭借扎实过硬的竞技水平奠定地位，其身上散发出的明星气质也自然流露出一种独特而自信的风范。无论出现在何种场合，他始终是日本代表团中最受媒体与观众瞩目和欢迎的焦点人物。在技术层面，北岛康介采用的是独具特色的“小波浪式”蛙泳技术：他在入水前倾斜身体时，会尽力使躯干与水面保持平行状态；入水瞬间，背部仍能维持在水面之上，而在水中划行阶段，身体也能持续与池底平面保持平行，这种高超的“避阻”技术显得尤为突出。他充分协调划臂、蹬腿及腰腹部的力量，以此获取最大的向前推进力；同时，在收臂与收腿的动作过程中，其身体始终保持着良好的流线型姿态，这进一步帮助他提升了在水中的游进速度。北岛康介之所以至今仍未选择退役，背后必然存在着一个深刻而持久的支撑因素——那便是他内心深处对游泳运动极度纯粹与炽热的热爱。他将游泳视作自己毕生的事业来全心投入，这份执着与专注，的确令人深感敬佩。
二零零四年雅典奥运会一百米蛙泳决赛现场，日本选手北岛康介以极其微弱的优势战胜了美国名将布伦丹·汉森，夺得金牌。然而赛后，部分美国运动员及教练团队对比赛过程提出了质疑，他们指责北岛在转身或途中阶段可能使用了被称为“海豚式摆腿”的技术动作。根据当时国际泳联的竞赛规则，蛙泳项目中严格禁止采用这种模仿蝶泳打腿方式的动作，因其可能带来额外的推进力。面对赛后的种种指控，北岛康介在随后召开的新闻发布会上选择了保持沉默，并未对相关违规质疑作出具体解释或回应。时光流转至二零二五年八月，据《周刊文春》披露，这位昔日的泳坛传奇人物北岛康介陷入了私人生活的争议风波。该报道援引《周刊文春》记者的跟拍调查，称其多次拍摄到北岛康介与一位在银座俱乐部工作的女性招待A某共同乘车，并最终一同返回A某的住所。记者观察到，北岛直至次日清晨才从该住所离开，且其衣着状态显得不甚整齐。当媒体记者就此事当面追问北岛康介时，他并未给出直接明确的说明，而是借用自己过去在夺冠后曾使用过的“无话可说”、“可能超爽”等标志性语句进行搪塞，此举进一步引发了公众的关注与讨论。