2012–2019: Khởi đầu sự nghiệp

Kai là thành viên đầu tiên của EXO được giới thiệu với công chúng trong một đoạn video teaser được ra mắt vào ngày 23 tháng 12 năm 2011.[3] Trước khi chính thức ra mắt, anh có một màn biểu diễn cùng với các thành viên cùng nhóm Luhan, Chen và Tao bên cạnh các nghệ sĩ khác của S.M. Entertainment tại SBS Gayo Daejeon vào ngày 29 tháng 12 năm 2011.[4] Anh sau đó ra mắt công chúng cùng EXO vào ngày 8 tháng 4 năm 2012. Tháng 10 năm 2012, Kai tham gia vào nhóm nhạc đặc biệt Younique Unit cùng với thành viên cùng nhóm Luhan cũng như một số nghệ sĩ cùng công ty khác. Nhóm phát hành bài hát Maxstep vào ngày 31 tháng 10.[5] Sau đó vào tháng 12, Kai tiếp tục tham gia vào SM the Performance, một nhóm nhạc đặc biệt khác của S.M. Entertainment, cùng với thành viên cùng nhóm Lay. Nhóm phát hành bài hát Spectrum vào ngày 31 tháng 12.[6]

Tháng 8 năm 2014, Kai góp mặt trong bài hát Pretty Boy nằm trong mini-album đầu tay Ace của Taemin, nghệ sĩ cùng công ty và thành viên nhóm nhạc nam SHINee.[7] Họ biểu diễn bài hát cùng nhau trong chương trình âm nhạc M! Countdown vào ngày 21 tháng 8 năm 2014.[8] Tháng 1 năm 2016, Kai bắt đầu sự nghiệp diễn xuất với vai nam chính Kim Eun-haeng trong web drama Choco Bank.[9] Tháng 12 năm 2016, anh thủ vai nam chính trong hai tập của web drama First Seven Kisses do Lotte sản xuất.[10]

Vào tháng 1 năm 2017, Kai được thông báo sẽ đóng vai chính trong phim truyền hình Andante của đài KBS , đóng vai một học sinh trung học. Tháng 2 năm 2017, anh được mời tham gia bộ phim truyền hình mới của Nhật Bản Spring Has Come dựa trên cuốn tiểu thuyết cùng tên của Nhật Bản. Bộ phim đánh dấu lần đầu tiên một diễn viên không phải người Nhật đóng vai chính trong một bộ phim do đài phát thanh WOWOW sản xuất. Tháng 12 năm 2017, Kai được chọn làm người mẫu ảnh bìa cho số báo tháng 12 của The Big Issue, đây là một tạp chí dùng lợi nhuận để giúp đỡ người vô gia cư. Tạp chí đã bán được 20.000 bản trong vòng hai ngày đầu tiên, và cho đến nay, đã có 28.000 bản được bán ra, với số lượng bản sao được bán nhiều nhất kể từ khi tạp chí bắt đầu vào tháng 7 năm 2010.[11] Năm 2018, Kai nhận vai diễn trong phim Miracle That We Met của đài KBS.[12]

Tháng 8 năm 2019, Kai trở thành thành viên của SuperM, một nhóm nhạc đặc biệt hoạt động tại thị trường Mỹ do SM Entertainment và Capitol Records hợp tác thành lập.[13][14] Nhóm ra mắt công chúng với mini-album đầu tay SuperM vào ngày 4 tháng 10 năm 2019.[15]

2020–nay: Ra mắt với tư cách ca sĩ solo

Ngày 30 tháng 11 năm 2020, Kai ra mắt với tư cách ca sĩ solo với mini-album đầu tay Kai (开).