Castro Diaz-Balart studierte in der Sowjetunion, aus Sicherheitsgründen unter dem Decknamen "José Raúl Fernández", und wurde Kernphysiker mit zwei Doktorgraden. Mit Anfang dreißig wurde er 1980 Generalsekretär der Kernenergiekommission Kubas. Er leitete den Bau des Kernkraftwerks Juraguá; dieses sollte das erste Kernkraftwerk Kubas werden. Nach dem Zerfall der Sowjetunion gab es in Kuba 1992 eine schwere Wirtschaftskrise. Sein Vater verfügte die Einstellung der Arbeiten und „Fidelito“ wurde seiner Ämter enthoben. Zuletzt war er wissenschaftlicher Berater der kubanischen Regierung sowie Vizepräsident der Akademie der Wissenschaften. Politische Ambitionen hatte er nach eigenen Angaben keine.