Kim nació en Gumi, Gyeongsang del Norte, siendo el menor de tres hermanos. A pesar de no tener formación musical, Kim soñaba con ser cantante en su adolescencia, sobre todo después de ver H.O.T., y le envió un demo a Park Jin-young.^[1]​^[2]​ Compró un billete de ida a Seúl tras ser convocado para una audición, y finalmente firmó con JYP Entertainment, la compañía de Park.^[3]​ Estudió Música Posmoderna en la Universidad Kyung Hee.^[4]​

Entre 1997 y 1998, Park Joon-hyung y Park Jin-young estuvieron realizando audiciones y formando un grupo mixto de seis miembros. Danny Ahn, Son Ho-young, Yoon Kye-sang y Kim Sun-a ya habían sido reclutados para un grupo proyecto que se iba a llamar "GOT6", pero Kim Sun-a finalmente lo dejó para dedicarse a la actuación. En julio de 1998, fue el miembro más joven y último agregado después de pasar su audición.^[5]​ Finalmente, el grupo se convirtió en God, un acrónimo de "Groove Over Dose". A pesar de la tibia respuesta a su presentación debut en enero de 1999, God se estableció como uno de los grupos de K-pop de primera generación más populares. Yoon dejó el grupo en 2004, y continuó como un grupo de cuatro miembros antes de entrar en pausa en diciembre de 2005.

Tras la pausa de God, Kim y los otros miembros se fueron a distintas agencias. Aunque colaboró como vocalista invitado para otros artistas, Kim no lanzó su propio álbum en solitario hasta el 26 de octubre de 2006. Se alistó en el ejército el 20 de marzo de 2007 para el servicio militar obligatorio, y fue dado de baja el 25 de febrero de 2009.^[6]​

Tras su baja, Kim regresó a la industria del entretenimiento, uniéndose al programa de variedades de KBS Invincible Youth, como miembro del elenco. Abandonó el programa tras la primera temporada para someterse a una cirugía de garganta.^[7]​

Kim lanzó su segundo álbum T-Virus el 3 de septiembre de 2009, junto con el sencillo principal "Love Rain" (사랑비 ()). La canción también ganó el primer lugar en varios programas de música.^[8]​^[9]​ Ganó el premio a la mejor interpretación de balada/R&B en los 11º Mnet Asian Music Awards.

En febrero de 2010, Kim y su compañero de grupo Son Ho-young, realizaron una gira internacional por primera vez. Ofrecieron seis conciertos en Chicago, Seattle y Vancouver.^[10]​ Kim fue invitado a actuar en el concierto TEAMPLAY, celebrado en el Olympic Gymnastics Arena ese diciembre.^[11]​

En marzo de 2011, Kim terminó su contrato con Polaris Entertainment y fundó su propia agencia, Soul Shop Entertainment.^[12]​ Poco después, lanzó su tercer álbum, T-School, que alcanzó el tercer puesto en la lista de álbumes de Gaon. La canción "Echo" (메아리) le valió una segunda nominación a los Mnet Asian Music Awards. El álbum también incluía "Brothers & Me", compuesta por Park Jin-young y con la participación de Park y Rain.^[13]​

Kim mantuvo contacto con sus compañeros de grupo, actuando o apareciendo frecuentemente en programas de variedades con Son.^[14]​ También actuaron junto a Danny Ahn en el especial de Music Bank que celebró sus 600 episodios^[15]​ y en el Korean Music Festival de 2012. Son y Ahn han participado en los álbumes de Kim como artistas invitados.

En 2014, se anunció que los cinco miembros de God se reunirían para su 15.º aniversario y lanzarían un nuevo álbum. Chapter 8 se lanzó el 8 de julio de 2014, y fue coproducido por Kim y el reconocido dúo de compositores Duble Sidekick.^[16]​ Se centrarán principalmente en lanzar nuevo material y realizar conciertos en vivo, en lugar de promocionar o actuar en programas musicales como grupo.

En 2015, Kim hizo su primer regreso como solista desde la reunión con God con su quinto álbum, T-Road.^[3]​ Lanzado el 18 de junio, el álbum contenía dos sencillos principales, uno de los cuales era "Lonely Funk", en el que colaboraba con el exmiembro de 2PM Jay Park. Su compañero de grupo, Danny Ahn, protagonizó el video musical de la canción.^[17]​^[18]​ Ahn también coescribió con Kim y participó en la canción "Hometown" (뽀레버막내) (también conocida como "Forever the Youngest "), un homenaje humorístico a sus compañeros de God que narraba sus experiencias como el miembro más joven del grupo.^[19]​

Tras una exitosa gira nacional en enero y febrero de 2017, el grupo se tomó un descanso. Kim lanzó su sexto álbum, titulado T-WITH, en junio de 2017. El título alude a que todas las canciones, excepto una, cuentan con artistas invitados.^[20]​ El álbum incluye dos sencillos que se prelanzaron en junio y julio de 2016 respectivamente como T-With Vol.1 y T-WITH Vol.2. Fue invitado a la KCON en Los Ángeles por primera vez, e interpretó el éxito de God del año 2000, "One Candle", junto con el grupo masculino novato Astro, antes de interpretar "Following" (따라가), el sencillo principal de su último álbum.^[21]​ En diciembre, realizó una serie de conciertos durante tres días en Seúl y Busan, junto con su compañero de grupo Son Ho-young, siendo la primera vez que realizaban una gira juntos a nivel nacional.^[22]​

En mayo de 2018, Kim reemplazó a Hwang Chi-yeul como presentador en el popular programa de canto Immortal Songs: Singing the Legend. Anteriormente, había sido presentador invitado durante la ausencia temporal de Moon Hee-joon.^[23]​^[3]​ Fue uno de los quince artistas o grupos, incluidos Insooni, 2PM y DJ Doc, que presentaron la ceremonia de entrega de medallas después del espectáculo de cada día de los Juegos Olímpicos de Invierno de 2018 en el condado de Pyeongchang. Durante la segunda mitad del año, Kim se centró principalmente en los proyectos por el 20.º aniversario de God.^[24]​^[25]​

El 1 de agosto de 2019, a través de Instagram, Kim y Son anunciaron que iban a colaborar como un dúo proyecto bajo el nombre de HoooW (호우 ()), una palabra compuesta que combina un carácter de cada uno de sus nombres de pila.^[26]​ Como HoooW, han aparecido en Immortal Songs: Singing the Legend y You Hee-yeol's Sketchbook, y han actuado como invitados en los conciertos de verano de PSY. El 16 de agosto, lanzaron el sencillo digital "Game Over" (친구는 이제 끝내기로 해 ()).^[3]​

En 2022, Kim firmó con IOK Company.^[27]​

Kim se casó con su esposa Kim Ae-ri, quien es un año menor que él, en el Hotel Sheraton de Seúl, en diciembre de 2011.^[28]​ Son padres de dos hijas, So-yool (nacida en abril de 2012) y Ji-yool (nacida en agosto de 2013), y un hijo, Hae-yool (nacido en septiembre de 2015).^[29]​ En 2014, Kim, su esposa y sus dos hijas participaron en el reality show de SBS Oh! My Baby.^[30]​^[31]​

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• Soul Shop Entertainment website