Yoon Shi-yoon memulai debut aktingnya dalam sitkom “High Kick Through the Roof” (2009). Ia mendapatkan popularitas melalui perannya sebagai Kim Tak-goo dalam drama “Bread, Love and Dreams” (2010). Peran terkenal lainnya termasuk dalam drama “My Cute Guys” (2013), “Hit the Top” (2017), “Grand Prince” (2018), “Your Honor” (2018), “Nokdu Flower” (2019), “Psychopath Diary” (2019–2020), dan “Train” (2020). Selain itu, ia juga menjadi anggota tetap dalam acara varietas “2 Days & 1 Night” musim ketiga dari 2016 hingga 2019.