Se graduó de la Universidad "Kyungmoon" (ahora llamada Kookje College) con un título en contabilidad fiscal.
A la vez, apareció en el vídeo musical «Words that I can’t believe» de STAY.
En 2010, se unió al elenco principal del exitoso programa de televisión surcoreano Running Man donde aparece hasta ahora.
Ese mismo año se unió al elenco principal de la serie Gangryeokban (en inglés: "Crime Squad" o "Detectives in Trouble") donde dio vida a Jo Min-joo, una reportera que trabaja para "shocking.com" que trabaja con el detective Park Se-hyuk (Song Il-gook) ayudándolo a resolver sus casos.
Y realizó una aparición especial en la película Late Blossom donde dio vida a Kim Yeon-ah.
En 2012, apareció en el video musical «Be Happy» de los cantantes Young Ji y Kyu Hoon.
[6] En noviembre del mismo año interpretó a la torpe asesina Bong Min-jung, la antagonista de la película Jakali onda (en inglés: "Code Name: Jackal").
[7][8][9] En abril de 2013 se unió al elenco principal de la serie Cheonmyeong : Joseonpan Domangja I-yagi (en inglés: "Heaven's Order: The Fugitive of Joseon") donde interpretó a Hong Da-in, una enfermera real y la asistente del médico Choi Won (Lee Dong-wook).
En febrero de ese año, interpretó a Shin-woo, una carismática detective en la película New World.
[12][13][14] En la primavera del mismo año realizó una colaboración junto con la NBA titulada "NBA X Song Ji Hyo", donde lanzó su propia serie de gorras llamada CHO.2, el cual representa dos caracteres chinos (뛰어넘을초 (exceder "超")) y (처음초 (inicial "初")) ambos con el sonido de la palabra coreana "초" (CHO) que resumen el lema de Song: "Nunca pierdas el corazón original para que así puedas hacer todo".
[16][17] Ese mismo año cantó a dueto con Kenji Wu la canción "You Are So Cute".
[20] Ese mismo año se unió al elenco de la serie My Wife's Having an Affair this Week, donde dio vida a Jung Soo-yeon, una mujer que comienza una aventura a pesar de estar casada con el veterano productor Do Hyun-woo (Lee Sun-kyun).
[25] También se unió al elenco principal de la segunda temporada del popular programa We Are in Love donde participó junto al actor taiwanés Chen Bolin quien fue su pareja, juntos son conocidos como "Orange Juice CP".
[31] En octubre del mismo año se anunció que aparecería en el web-drama 29gram junto a su hermano Cheon Sung-moon y Kim Tae-wan.