В 1915 г. К.И. Шенфер был утвержден профессором по кафедре электротехники МВТУ и принял активное участие в организации электротехнического факультета (1918), был избран заместителем декана факультета. Работу по подготовке кадров инженеров-электротехников в высшей школе он совмещал с участием в развитии советской электропромышленности, электрификации производственных процессов в ходе реализации плана ГОЭЛРО (Государственного плана электрификации России) в 1920–1931 гг. С 1917 по 1926 гг. он работал инженером-консультантом в проектном бюро завода «Динамо». С 1921 г. в течение ряда лет руководил в Народном комиссариате путей сообщения испытаниями электрооборудования подвижного состава железных дорог.
В начале1920-х гг. вместе со своим учителем профессором К.А. Кругом Шенфер был инициатором скорейшего создания экспериментального института электротехники для решения разнообразных проблем, выдвигаемых социалистической реконструкцией народного хозяйства на основе строительства электроэнергетического базиса и электрификации производства. В 1921 г. был учрежден первый научно-исследовательский институт в области электротехники – Государственный экспериментальный электротехнический институт (ГЭЭИ), в настоящее время Государственный научный центр РФ Всероссийский электротехнический институт. Шенфер являлся организатором и первым научным руководителем Машинно-аппаратного отдела института.
В 1930 г. в результате реорганизации МВТУ был образован Московский энергетический институт, в котором вплоть до 1938 г. Шенфер занимал должность заведующего кафедрой электрических машин. На основе читаемых им курсов были подготовлены учебники «Асинхронные машины» (выдержал четыре издания. 1929–1938), «Динамомашины постоянного тока» (пять изданий, 1927–1937), «Коллекторные машины переменного тока» (пять изданий, 1916–1937).Эти труды заложили основу отечественной литературы по электромашиностроению.
В 1931 г. К.И. Шенфер был избран членом-корреспондентом АН СССР, в 1932 г. – действительным её членом. В 1938 г. он прекратил преподавание в высшей школе по причинам, связанным с состоянием здоровья, и сосредоточил свою работу в организованном в 1930 г. Энергетическом институте АН СССР. Здесь он руководил основанной им лабораторией электромеханики.
В годы Великой Отечественной войны Шенфер работал в области усиления обороноспособности страны. В 1943 г. ему была присуждена Сталинская (Государственная) премия Iстепени за работы в области электротехники.
Труды К.И. Шенфера связаны с созданием новых типов и схем электрических машин и с исследованием электромагнитных процессов в них в различных режимах работы. Большое значение для развития современного электромашиностроения имели исследования академика Шенфера по коммутации машин постоянного и переменного тока. Им был разработан ряд новых схем асинхронных двигателей с улучшенными пусковыми характеристиками. Предложены способы улучшения коммутации машин постоянного тока, одноякорных преобразователей, разработаны новые конструкции электрических машин (в том числе метадин в 1930 г.) и новые каскадные схемы с электрическими машинами. В последние годы жизни Шенфер занимался вопросами ветровых электростанций и проблемой рекуперации энергии в питающую сеть.
