Tras graduarse en Educación en la Universidad de Sungkyunkwan, Moon So-ri pasó a formar parte del grupo de teatro Hangang de 1995 a 1997, y debutó en la obra Classroom Idea (también colaboró en su creación). Apareció en obras de teatro y cortometrajes antes de que encontrara la fama como actriz principal. Su primer papel en una película fue en la aclamada Peppermint Candy (1999) de Lee Chang-dong, sin embargo, realmente ganó reconocimiento cuando apareció en Oasis (2002), también de Lee Chang-dong. Su poderosa interpretación de una mujer con parálisis cerebral le valió grandes elogios, así como el premio Marcello Mastroianni a la actriz emergente en el Festival de Cine de Venecia de 2002. Al año siguiente, fue aclamada de nuevo gracias a la película de Im Sang-soo, A Good Lawyer's Wife (2003). Moon protagonizó su primera serie de televisión en 2007, el drama de época The Legend, y actualmente podemos verla como protagonista de Race (2023).