Im Se-mi memulai kariernya sebagai model katalog Ssamzie pada tahun 2004. Debut aktingnya dimulai pada tahun 2005 melalui peran kecil dalam drama televisi Sharp 2. Sejak itu, ia telah tampil dalam berbagai drama dan film

Im Se-mi dikenal karena kemampuan aktingnya yang serba bisa, membawakan berbagai karakter dalam genre drama, komedi, hingga thriller. Dengan karier yang terus berkembang, ia menjadi salah satu aktris yang patut diperhitungkan di industri hiburan Korea Selatan.