Ella ha ganado muchos premios en su carrera, incluyendo el de mejor actriz en el Festival de Cannes 2007 por su interpretación en Secret Sunshine.

[1]​ Jeon Do-yeon pasó cinco años protagonizando dramas de televisión antes de lograr el estatus de estrella instantánea con su debut cinematográfico frente a Han Suk-kyu en The Contact.

Continuó estableciendo una reputación como un "camaleón" que puede asumir una amplia variedad de roles, desde su actuación como doctora en el exitoso melodrama A Promise, hasta la de una colegiala en The Harmonium in My Memory, luego esposa que tiene una aventura extramatrimonial en Happy End.

En 1999 y 2000 recibió un premio a la mejor actriz de los Blue Dragon Film Awards y Grand Bell Awards por su papel en The Harmonium in My Memory.

[2]​[3]​ El 4 de septiembre de 2021 se unió al elenco principal de la serie Lost (también conocida como "Disqualified from Being Human" o "No Longer Human") donde dio vida a Lee Boo-jung, una mujer de cuarenta años que se siente perdida y como si no pudiera llegar a nada, hasta el final de la serie el 23 de octubre del mismo año.