Tham gia Produce 101

Vào năm 2016, Nayoung tham gia chương trình thực tế sống còn của Mnet "Produce 101", show tuyển chọn 11 thành viên cho một nhóm nhạc dự án hoạt động trong vòng một năm với 101 thực tập sinh đến từ các công ty khác nhau.

Trong tập 1, với thử thách đưa ra cho các thực tập sinh là chọn những bài hát debut (ra mắt) của các nhóm nhạc nữ tiền bối. Nayoung đã chọn biểu diễn ca khúc debut "Ah!" của tiền bối After School.

Trong phần thi tiếp theo, các thực tập sinh sẽ phải chọn các phần thi tài năng, gồm Vocal/Rap/Dance. Nayoung chọn concept "DANCE" với bài hát "Say My Name" của Destiny Child. Cũng tại màn trình diễn này, Nayoung khiến các thực tập sinh và huấn luyện viên của mình phải trầm trồ vì sự sexy và những đường cong tuyệt vời của cơ thể mình.

Tập tiếp theo, chỉ còn 35 sinh sẽ thực hiện một trong những concept bao gồm: "Make Some Noise - 24 Hours", "Hualyeogangsan - Don't Matter", "Macaroon Honey Dduk - Yum-Yum", "Pinkrush - FingerTips" và "Girls On Top - In The Same Place".

Ra mắt với I.O.I

Trong tập cuối của chương trình Produce 101, Nayoung giành được vị trí chung cuộc thứ 10 và ra mắt với tư cách là trưởng nhóm của nhóm nhạc nữ I.O.I.

Trở thành thành viên của Pristin

Pledis Entertainment thông báo rằng sau khi I.O.I kết thúc hợp đồng, Nayoung và Jieqiong sẽ trở về hoạt động dưới sự quản lý của Pledis và ra mắt với tư cách thành viên của nhóm nhạc nữ mới mang tên Pristin (trước đó là PLEDIS GIRLZ).

Pristin tan rã, kết thúc hợp đồng với Pledis Entertainment

Vào tháng 5, Pledis Entertainment thông báo Pristin tan rã sau 2 năm hoạt động. Cựu Leader PRISTIN/I.O.I,Lim Nayoung đã kết thúc hợp đồng với công ty. Cô ấy đã kí hợp đồng độc quyền với Sublime Artist Entertainment sau khi rời Pledis Entertainment. Cô nàng sẽ tập trung vào nhiều lĩnh vực như âm nhạc, diễn xuất và biên đạo nhảy.