2002年，出演个人首部电影《巴士站》，正式进入演艺圈。2003年，参演徐太志演唱歌曲《机器人》的MV；同年在崔岷植、刘智泰主演的惊悚悬疑片《老男孩》中扮演少女李秀芽。
2004年，凭借电影《老男孩》获得第40届百想艺术大赏电影部门女新人奖；同年与纪柱峰、朴海日合作出演悬疑片《我的自白书》。
2005年，出演剧情片《我爱你马顺》，饰演美丽善良的护士助理恩淑；同年与黄政民、严正花、林昌正合作出演爱情片《我一生最美丽的一周》，饰演和一位失意歌手发展出恋爱关系的准修女。
2007年，在爱情片《我可以哭吗》中首次担任女主角，饰演家庭贫困的不羁女孩英南；同年与金惠秀、李民基合作出演爱情电影《外遇的好日子》，饰演外表清纯的有夫之妇“小鸟”。
2008年，与严泰雄、金东虎合作主演剧情片《里里》。2009年，与丁一宇联袂主演古装爱情剧《一枝梅归来》，饰演长相秀气、性格开朗的月姬，并凭借此角获得关注。
2010年，在郑智薰、李娜英、李廷镇等主演的水木剧《逃亡者》中饰演做事执着的刑警尹小兰。
2012年，与高俊熙联袂主演爱情剧《一年十二个男人》，饰演相信星座决定命运的杂志社记者罗美露。
2013年，出演SBS水木剧《继承者们》，饰演车恩尚的姐姐车恩惜。2014年，出演爱情片《圣巴巴拉》，饰演容貌姣好、工作卓越的女强人秀静。
2015年，与朴有天、申世景共同主演SBS水木剧《看见味道的少女》，饰演韧性与实力兼具的犯罪心理分析师阎美；3月，担任第10届大阪亚洲电影节竞赛单元评审委员；3月19日，主演的剧情片《射日》在韩国上映，片中尹珍序饰演爵士乐歌手莎莉。
2016年，出演SBS全新月火剧《大发》饰演淑嫔崔氏一角，与演员崔民秀搭戏，接档正在热播的月火剧《六龙飞天》于3月播出。
