Wczesna kariera
Kim zaczęła jeździć na łyżwach, gdy miała siedem lat. W tym czasie jej trener, Ryu Jong-Hyeon, docenił talent Kim. Z tego powodu poprosił matkę Kim, aby Kim kontynuowała naukę jazdy na łyżwach, mówiąc, że w przyszłości zostanie wspaniałą łyżwiarką figurową.
W 2002 roku po raz pierwszy wystartowała na arenie międzynarodowej w Triglav Trophy i zdobyła tam złoty medal. Rok później, w wieku 12 lat, zdobyła tytuł seniorki na Mistrzostwach Korei Południowej w łyżwiarstwie figurowym. Była najmłodszą łyżwiarką w historii, która zdobyła ten tytuł. Swoje drugie międzynarodowe zawody wygrała podczas Golden Bear w Zagrzebiu.
Kariera juniorska
Sezon 2004-2005
W sezonie 2004-2005, jako juniorka, Kim startowała w zawodach ISU Junior Grand Prix, które są juniorskim uzupełnieniem ISU Grand Prix w łyżwiarstwie figurowym. Zdobyła srebrny medal podczas zawodów w Chinach i złoty medal podczas zawodów na Węgrzech. Zdobyła srebrny medal w finale Grand Prix Juniorów w 2005 roku z wynikiem 137,75 punktów.
Zachowała tytuł mistrza kraju trzeci rok z rzędu w drodze na Mistrzostwa Świata Juniorów w łyżwiarstwie figurowym w 2005 roku. Na tych zawodach ponownie zdobyła srebrny medal, uzyskując 158,93 punktów.
Sezon 2005-2006
W sezonie 2005-2006 Kim nie była wystarczająco dorosła, aby wziąć udział w Igrzyskach Olimpijskich w 2006 roku.
Zamiast tego, pojechała na Grand Prix Juniorów 2005-2006 i wygrała oba konkursy, w Bułgarii i na Słowacji. W finale Grand Prix Juniorów 2006, wygrała zawody zdobywając 28.34 punktów więcej niż Aki Sawada, która zdobyła srebrny medal. Podczas swojego freeskate, wykonała siedem potrójnych skoków, w tym potrójne salto.
Na Mistrzostwach Świata Juniorów w łyżwiarstwie figurowym w 2006 roku była rywalką Mao Asady, japońskiej łyżwiarki figurowej, i zdobyła złoty medal. Gdy zdobywała ten medal, miała na koncie 177,54 punktów.
Kariera seniora
Sezon 2006-2007
W celu przygotowania się do kolejnych zawodów w sezonie 2006-2007, Kim bardzo dużo trenowała w klubie łyżwiarskim i curlingowym w Toronto w Kanadzie latem 2006 roku. Trenowali ją Brian Orser i David Wilson.
Kim zdobyła brązowy medal podczas Skate Canada 2006 po uzyskaniu 168,48 punktów. Wygrała Trophée Eric Bompard 2006 z wynikiem 184.54 punktów, o 10.10 wyprzedzając Miki Ando, łyżwiarkę, która zdobyła srebrny medal. Te występy sprawiły, że Kim została dopuszczona do finału Grand Prix w Sankt Petersburgu, w Rosji. Tam Kim zwyciężyła, uzyskując 184,20 punktów, czyli o 11,68 punktów więcej niż Mao Asada, która zdobyła srebrny medal.
Kim została zmuszona do przerwania kariery, ponieważ doznała kontuzji podczas Mistrzostw Korei Południowej w latach 2006-2007. Z tego powodu musiała udać się do szpitala.
Kim została wybrana do udziału w Mistrzostwach Świata w łyżwiarstwie figurowym w 2007 roku. Podczas Mistrzostw Świata w Tokio, w Japonii, Kim wygrała program krótki z 71,95 punktami, ustanawiając rekord świata. W programie długim zajęła czwarte miejsce zdobywając 114,19 punktów, a trzeci program zakończyła z wynikiem 186,14 punktów za Miki Ando i Mao Asadą z Japonii. Punkty Kim pomogły dwóm kolejnym zawodniczkom z Korei Południowej dostać się na Mistrzostwa Świata w łyżwiarstwie figurowym w 2008 roku.
W marcu 2007 roku Brian Orser został nowym, pełnoetatowym trenerem Kim. Ponieważ podobało jej się środowisko treningowe w Toronto, Kim uczyniła z Toronto swój dom treningowy. Jej trenerami byli w tym czasie Brian Orser, Astrid Shrubb, David Wilson i Tracy Wilson.
Sezon 2007-2008
Kim rozpoczęła sezon 2007-2008 od zwycięstwa w Pucharze Chin 2007 z wynikiem 180,68 punktów, o 24,34 wyprzedzając Caroline Zhang, która zdobyła srebrny medal. Podczas Pucharu Rosji w 2007 roku Kim wygrała zarówno program krótki z wynikiem 63,50 punktów, jak i łyżwiarstwo dowolne z wynikiem 133,70 punktów. Ustanowiła tym samym rekord świata w punktacji za łyżwę w stylu wolnym według systemu sędziowania ISU. Wykonała również flip jump-toe loop put together, loop jump, lutz jump-toe loop jump, axel jump-toe loop jump oraz potrójny lutz jump.
Została dopuszczona do finału Grand Prix w łyżwiarstwie figurowym 2007-2008 w Turynie, Włochy. Wygrała program krótki z 64.62 punktami. Z wynikiem 196.83 punktów, Kim wygrała swój drugi finał Grand Prix.
Kim nie wzięła udziału w zawodach narodowych Korei Południowej w latach 2007-2008, a także w Mistrzostwach Czterech Kontynentów w łyżwiarstwie figurowym w 2008 roku z powodu kontuzji biodra. Pomimo tego, że wciąż odczuwała ból pleców, pojechała na Mistrzostwa Świata w Łyżwiarstwie Figurowym 2008 w Göteborgu, Szwecja. Zajęła piąte miejsce w programie krótkim z 59,85 punktami. W sumie zdobyła 183,23 punktów i zdobyła swój drugi brązowy medal.
Sezon 2008-2009
Kim został przydzielony do Grand Prix 2008 Skate America i 2008 Cup of China na sezon 2008-2009 ISU Grand Prix.
Podczas zawodów Skate America w 2008 roku, Kim zajęła pierwsze miejsce w programie krótkim z wynikiem 69.50. Następnie zdobyła tytuł dla pań wygrywając łyżwę dowolną z wynikiem 123.95. Wygrała zawody z wynikiem 193,45 punktów, o ponad 20 punktów wyprzedzając Yukari Nakano z Japonii, która zdobyła srebrny medal.
Kim nadal wygrywała i zdobywała medale na Pucharze Chin w 2008 roku, gdzie uzyskała wynik 63.64 w programie krótkim i 128.11 w łyżwiarstwie dowolnym, zdobywając pierwsze miejsce w obu z nich. Łącznie uzyskała 191.75. Jej występ pozwolił jej wejść do finału Grand Prix w łyżwiarstwie figurowym 2008-2009|2008-2009 Grand Prix Final.
Podczas finału Grand Prix 2008-2009, który odbył się w Goyang, w Korei Południowej, zajęła pierwsze miejsce w programie krótkim z 65.94 punktami i drugie w łyżwiarstwie dowolnym, gdzie zdobyła 120.41 punktów. Zdobyła srebrny medal z łączną notą 186.35 punktów, 2.20 punktów za Mao Asadą z Japonii.
Kim wzięła udział w Mistrzostwach Czterech Kontynentów w łyżwiarstwie figurowym w Vancouver w Kanadzie w 2009 roku. Ustanowiła nowy rekord świata 72,24 punktów w programie krótkim. Zdobyła również 116,83 punktów w programie dowolnym, zdobywając złoty medal.
Podczas Mistrzostw Świata w łyżwiarstwie figurowym, które odbyły się w 2009 roku w Los Angeles w Stanach Zjednoczonych, ustanowiła kolejny nowy rekord świata z wynikiem 76,12 punktów, przewyższając swój poprzedni rekord o prawie cztery punkty. Wykonała kombinację potrójnego salta z potrójnym toe loopem, potrójny skok lutz i podwójny axel. Jednocześnie za wszystkie swoje obroty uzyskała czwarty poziom. Wygrała również program dowolny na łyżwach, zdobywając 131,59 punktów i pokazując wielkie umiejętności dzięki swojemu artyzmowi i zdolnościom muzycznym. Dzięki temu ustanowiła nowy rekord świata 207,71 punktów oraz zdobyła swój pierwszy tytuł mistrzyni świata i stała się pierwszą łyżwiarką, która przekroczyła 200 punktów w systemie sędziowania ISU. Jej wynik był o 16,42 punktów lepszy od Joannie Rochette, która zdobyła srebrny medal. Była jedyną zawodniczką, która zdobyła ósemki w elementach programu zarówno w programie krótkim, jak i w łyżwiarstwie dowolnym. Kim była jedyną zawodniczką, której kombinację potrójną sędziowie oglądali zarówno w programie krótkim, jak i dowolnym w sezonie 2008-2009.
Sezon 2009-2010
Kim został przydzielony do 2009 Trophée Eric Bompard i 2009 Skate America w sezonie 2009-2010 ISU Grand Prix.
W 2009 roku w Trophée Eric Bompard zdobyła pierwsze miejsce w programie krótkim z notą 76,08 punktów, o 16,44 punktów przed Yukari Nakano. Jej wszystkie trzy obroty zostały ocenione na poziomie czwartym. Pokazując wielkie umiejętności artystyczne, wygrała łyżwę dowolną z wynikiem 133,95 punktów. Zdobyła 210,03 punktów, o 36,04 wyprzedzając Mao Asadę. Kim ustanowiła rekord świata w łyżwiarstwie dowolnym.
Podczas Skate America 2009, Kim ponownie zdobyła pierwsze miejsce, o 17.48 punktów więcej niż Rachael Flatt. Otrzymała +2.20 punktów za kombinację potrójnego lutza i potrójnego toe loop. Był to najwyższy punkt przyznany kiedykolwiek za skoki przez ISU w łyżwiarstwie figurowym kobiet. Zdobyła również drugie miejsce w łyżwiarstwie dowolnym z wynikiem 111,70 punktów, z powodu błędów w skokach. Mimo, że był to jeden z jej najniższych wyników, wciąż wygrała zawody z 187,98 punktami, pokonując Rachael Flatt. Podczas zawodów ponownie ustanowiła nowy rekord świata.
Jej zwycięstwa w obu konkursach Grand Prix zakwalifikowały ją do finału Grand Prix 2009-2010 w Tokio, Japonia, w grudniu 2009 roku. Podczas tych zawodów zajęła drugie miejsce w programie krótkim z 65,64 punktami, 0,56 za Miki Ando. Następnego dnia wygrała łyżwiarstwo dowolne z 123,22 punktami. Dzięki temu Kim zdobyła swój trzeci tytuł Grand Prix w finale z wynikiem 188,86 punktów.
W lutym 2010 roku Kim wzięła udział w Zimowych Igrzyskach Olimpijskich 2010, gdzie zdobyła złoty medal.
W marcu 2010 roku, Kim wzięła udział w Mistrzostwach Świata w Łyżwiarstwie Figurowym 2010 w Turynie, we Włoszech. Kim powiedziała, że próbowała, ale miała trudny czas z rywalizacją. Zdobyła siódme miejsce w programie krótkim z 60,30 punktami. Rozpoczęła potrójnym lutzem i potrójnym toe loopem, ale miała problemy z kręceniem się. Ostatecznie zdobyła srebrny medal z łączną notą 190,79 punktów.
Zimowe Igrzyska Olimpijskie 2010
Kim startowała w zawodach kobiet na Zimowych Igrzyskach Olimpijskich w 2010 roku, które odbyły się w Vancouver, Kolumbia Brytyjska, Kanada.
W programie krótkim 23 lutego wykonała kombinację potrójnego lutza z potrójnym toe loopem, potrójne salto i podwójny axel. Ustanowiła tym samym nowy rekord świata.
25 lutego wygrała łyżwiarstwo dowolne z wynikiem 150,06 punktów, o 18,34 punktów więcej niż Asada, który również zajął drugie miejsce. Kim była jedyną zawodniczką, która zdobyła dziewiątkę w punktacji. Ustanowiła nowy rekord świata. Łącznie Kim uzyskała 228,56 punktów, bijąc swój osobisty rekord i stary rekord świata o 18 punktów. Zdobyła złoty medal, stając się pierwszą południowokoreańską łyżwiarką, która zdobyła medal we wszystkich konkurencjach łyżwiarstwa figurowego na Igrzyskach Olimpijskich. Złoty medal Kim był pierwszym medalem Korei Południowej na Zimowych Igrzyskach Olimpijskich w dyscyplinie innej niż łyżwiarstwo szybkie lub short track.
