Do czasu, gdy była w piątej klasie, wystąpiła już w 13 dramach telewizyjnych i 15 filmach.
W 2008 roku otrzymała swoją pierwszą nagrodę aktorską w kategorii „Najlepsza Młoda Aktorka” za przygodowy serial akcji Iljimae i dramat historyczny Painter of the Wind. Następnie zdobyła uznanie za swoje występy w Dong Yi (2010) i Flames of Desire (2010). Serial Grudge: The Revolt of Gumiho (2010) to pierwsza główna rola Yeon-jung, która nie była dziecięcym odpowiednikiem głównej bohaterki.
2012–2014: Rosnąca popularność Kim Yoo-jung zdobyła popularność w 2012 roku, kiedy zagrała w fantastycznym dramacie historycznym Moon Embracing the Sun, który ponownie połączył ją z aktorami z Grudge: The Revolt of Gumiho Lee Tae-ri - Lee Tae-ri oraz Yeo Jin-goo z Iljimae. Serial Moon Embracing the Sun przekroczył 40% oglądalności i zyskał status „dramatu narodowego”. Za swoją świetną kreację młodej protagonistki została nominowana do nagrody dla Najlepszej Nowej Aktorki na 48. Baeksang Arts Awards i zdobyła nagrodę dla Najlepszej Młodej Aktorki na 1. K-Drama Star Awards oraz na 2012 MBC Drama Awards.