Kim Mi-Soo estudió en la Universidad de Hanyang, y aunque su interés inicial fueron el baile y la música, pronto cambió de dirección hacia la actuación. Empezó su carrera como actriz de teatro, y debutó en 2018 en cine con el cortometraje Lipstick Revolution. Fue un año después que se dio a conocer en televisión gracias a su papel como Cha Yeon Ji, la hija del protagonista Ahn Nae-sang, en el drama Drama Festa (2019). En 2020 formó parte del elenco de actores de la serie ¡Hola y adiós, mamá!, con el papel de Cha Yeon-ji, la hermana menor de la protagonista (Kim Tae-hee), con el cual llegó a una audiencia internacional gracias a su distribución por Netflix. Después participó en el drama de Netflix Los archivos de la enfermera escolar (2020), así como en Yumi's Cells (2021) y Rumbo al infierno (2021). Su último proyecto fue el drama Snowdrop (2021). El rodaje de la serie ya estaba concluido en el momento de su fallecimiento el día 5 de enero de 2022.