Kim Da-hyun memulai kariernya sebagai anggota grup K-pop ternama, TWICE, yang dibentuk oleh JYP Entertainment melalui acara survival Sixteen pada tahun 2015. Dalam grup ini, ia dikenal sebagai lead rapper dan sub-vokalis. Sebelum debut, Dahyun menarik perhatian publik dengan video tarian viralnya yang dikenal sebagai “Eagle Dance” yang diunggah pada tahun 2011. Video tersebut menjadi fenomena di Korea Selatan dan meningkatkan popularitasnya.

Selain karier musiknya, Dahyun juga mulai merambah dunia akting. Pada tahun 2024, ia membintangi film indie olahraga Sprint, yang menandai debut aktingnya di layar lebar. Performa aktingnya yang memukau membawanya meraih penghargaan Rising Star Award di Busan International Film Festival (BIFF) pada tahun 2024.

Pada tahun 2025, Dahyun kembali tampil dalam film You Are the Apple of My Eye, versi Korea dari film Taiwan populer. Dalam film ini, ia berperan sebagai Seon-ah, seorang siswi teladan yang menjadi objek cinta pertama karakter utama yang diperankan oleh Jung Jinyoung.