Im Se Mi estudió en la Universidad Femenina de Dongduk e hizo su debut actoral en la serie de televisión de 2005 Sharp 2. Desde entonces, apareció en muchos dramas televisivos populares, incluidos Heartstrings (2011), That Winter, The Wind Blows (2013), Two Weeks (2013), Only Love (2014), Goodbye Mr. Black (2016) y Shopping King Louie (2016). En el año 2020 logró llegar a una gran audiencia gracias su participación en True Beauty como Lim Hee-kyeong, la hermana de Lim Ju-kyung, una chica de secundaria que, después de ser acosada y discriminada por ser percibida como fea, domina el arte del maquillaje para transformarse en una hermosa "diosa". En 2023 podemos verla en Duty After School, una serie de televisión que cuenta la historia de los estudiantes de último año de Seongjin High que comenzaron una 'guerra real', para luchar contra el ataque de una misteriosa criatura que cubre el cielo.