Kim Sa Eun estreou em 2007 no filme "The Happy Life". Seus trabalhos mais notáveis incluem os filmes "The King" (2017) e "The Bros" (2017), e as séries de televisão "My Unfamiliar Family" (2020) e "The Law Cafe" (2022). Em 2023, integrou o elenco principal da série "The Real Has Come!" e, em 2024, participou da série "The Midnight Studio".
Ela recebeu o prêmio de Melhor Atriz Coadjuvante no SBS Drama Awards de 2017 por sua atuação em "The King". Foi indicada na categoria de Melhor Nova Atriz no Baeksang Arts Awards de 2018 pelo filme "The Bros". Sua participação em "The Real Has Come!" contribuiu para que o drama alcançasse picos de audiência nacional acima de 20%.