Desde el 2006 forma parte de la agencia Namoo Actors.

Comenzó su carrera de modelaje en revistas para adolescentes, e hizo su debut como actriz en 1999. Después de algunos personajes menores, se hizo conocida por interpretar a la más joven de las tres hermanas en la comedia Everybody Has Secrets,^[2]​ y protagonizar el drama familiar, I Am Happy.^[3]​

Después de participar en la película erótica y de suspenso El Sabor del Dinero,^[4]​ protagonizó junto a Hidetoshi Nishijima la coproducción coreano-japonesa Genome Hazard, una adaptación cinematográfica de la novela de misterio y ciencia ficción de Tsukasaki Siro del mismo nombre.^[5]​^[6]​

En octubre del 2020 mismo año se unió al elenco principal de la serie Private Life, donde dio vida a Jung Bok-gi, una estafadora que regresa después de irse a China, hasta el final de la serie el 26 de noviembre del mismo año.^[7]​^[8]​

En septiembre de 2021 se unió al elenco recurrente de la serie Lost (también conocida como "Disqualified from Being Human" o "No Longer Human") donde interpretó a Lee Kyung-eun.

• "Bei Mir Bist Du Schoen" (Everybody Has Secrets OST, 2004)
• "(I Love You) For Sentimental Reasons" (Everybody Has Secrets OST, 2004)
• "눈을 뜨면" (A Dream Comes True OST, 2009)

Conoció al actor y director Yoo Ji-tae en 2003, cuando fueron modelos de una marca de ropa, y su amistad se convirtió en una relación romántica en el 2006.^[13]​ Son una de los pocas parejas de estrellas coreanas que admiten abiertamente su relación, son muy activos en organizaciones de caridad, y en el 2011, fueron nombrados como embajadores honorarios de Visión Mundial.^[14]​^[15]​^[16]​

Anunciaron su compromiso en agosto de 2011 (Kim rechazó un papel para prepararse para su futuro matrimonio),^[17]​^[18]​^[19]​^[20]​^[21]​^[22]​ con una invitación minimalista, que se hizo a partir de papel ecológico y tenía el número de 1,825 escrito en ella, la cantidad exacta de los días en que los dos habían pasado juntos como pareja.^[23]​^[24]​ Se casaron en el Shilla Hotel en Seúl el 2 de diciembre de 2011.^[25]​^[26]​^[27]​ La ceremonia fue oficiada por el presidente de Visión Mundial Corea; a continuación, donaron una porción de sus regalos monetarios a la organización para ayudar a construir una escuela primaria y media en Birmania.^[28]​^[29]​^[30]​ Dio a luz a su primer hijo el 5 de julio de 2014.^[31]​ En abril del 2019 le dieron la bienvenida a su segundo hijo.^[32]​

• Esta obra contiene una traducción parcial derivada de «Kim Hyo-jin» de Wikipedia en inglés, concretamente de esta versión, publicada por sus editores bajo la Licencia de documentación libre de GNU y la Licencia Creative Commons Atribución-CompartirIgual 4.0 Internacional.