Năm 2013 tại Giải Vô địch quyền Taekwondo thế giới, 3 cô gái Việt Nam đã xuất sắc giành 2 huy chương vàng quyền đồng đội và quyền sáng tạo tại Giải vô địch thế giới tại Indonesia.[3] Nguyễn Thị Lệ Kim, Nguyễn Thị Thu Ngân và Châu Tuyết Vân là 3 nữ võ sỹ đã giành tấm HCV đầu tiên cho TTVN tại Đại hội Thể thao Đông Nam Á 2013 trong ngày thi đấu ngày (18/12) ở môn Taekwondo. tại SEA Games 27.[4] Năm 2014, Nguyễn Thị Lệ Kim (Tánh Linh, Bình Thuận) nhận Huy chương Vàng ở nội dung quyền đồng đội nữ tiêu chuẩn cùng với Châu Tuyết Vân (Thành Phố Hồ Chí Minh) và Nguyễn Thùy Xuân Linh (An Giang) ở Giải Vô địch quyền Taekwondo thế giới.[5] Sau đó, cô tham gia Giải trẻ và Giải vô địch Đông Nam Á, đoạt được 2 HC vàng ở nội dung đồng đội nữ U30 và quyền sáng tạo 5 người.[6] Tại kỳ Đại hội Thể thao Đông Nam Á 2015 ở Singapore đã dành Chiếc HCV Taekwondo đồng đội nữ của bộ ba võ sĩ Châu Tuyết Vân, Nguyễn Thị Lệ Kim và Nguyễn Thùy Xuân Linh.[7] Năm 2016, Tại Giải vô địch Quyền Taekwondo thế giới, ngay trong ngày thi đấu đầu tiên, Việt Nam đã giành được HCB đồng đội quyền tiêu chuẩn nữ U30 do công của 3 võ sĩ gồm Châu Tuyết Vân, Nguyễn Thị Lệ Kim, Liên Thị Tuyết Mai. Bước sang ngày thi đấu thứ 2, Việt Nam đoạt thêm 2 HCB và 1 HCĐ. Ở nội dung đồng đội quyền sáng tạo trên 17 tuổi của Châu Tuyết Vân, Nguyễn Thị Lệ Kim, Hứa Văn Huy, Nguyễn Thiên Phụng, Lê Thanh Trung giành HCB.[8]

Chỉ trong tháng 8 và Tháng 9 của năm 2017, đội tuyển quyền Taekwondo Việt Nam tham dự liền 3 giải đấu và gặt hái thành công ở tất cả các giải này. Nội dung quyền đồng đội nữ, Nguyễn Thị Lệ Kim cùng Châu Tuyết Vân, Nguyễn Thị Tuyết Mai giành 3 HCV ở SEA Games 29 và Đại hội Thể thao Trong nhà và Võ thuật châu Á.[9] Năm sau, Tấm HCV đầu tiên của đoàn Việt Nam tới ở nội dung quyền taekwondo đồng đội nữ dưới 30 tuổi. Ba võ sĩ Ngô Thị Thuỳ Dung, Liên Thị Tuyết và Nguyễn Thị Lệ Kim đã có màn thể hiện tốt để mang về số điểm 8.210.[10] Tại SEA Games 29, Châu Tuyết Vân, Liên Thị Tuyết Mai, Nguyễn Thị Lệ Kim đã bảo vệ thành công tấm HCV ở nội dung Quyền đồng đội nữ.[11]

Cô theo học khoa Khoa học thể thao chuyên ngành Kinh doanh thể thao và tổ chức sự kiện tại Đại học Tôn Đức Thắng (TP Hồ Chí Minh). Cô dự tính sẽ thi đấu đến hết Asiad 2019, được tổ chức tại Việt Nam, trước khi từ giã sự nghiệp thi đấu.