Kim Shi-woo estreou na televisão em 2021 na série da tvN "The Uncanny Counter". Em 2023, integrou o elenco principal da série da ENA "Not Others", interpretando Kim Jin-hee, a filha adolescente da personagem de Jeon Hye-jin. No cinema, atuou no filme "Hail to Hell" (2022), disponível na Netflix.
Por sua atuação em "Not Others", Kim Shi-woo foi indicada na categoria Melhor Atriz Revelação na televisão no 59º Baeksang Arts Awards, em 2023. A série "Not Others" alcançou picos de audiência de 3.2% na sua transmissão por cabo, consolidando-se como um dos dramas de maior sucesso do canal ENA naquele ano.