Kim SungGyu sinh ngày 28 tháng 4 năm 1989 ở Jeonju, Hàn Quốc. Anh đã học tại Jeonju National University High School và nằm trong ban nhạc rock của trường được gọi là " Beat ". Khi SungGyu đầu tiên nói với cha mẹ về ước mơ của mình để trở thành một ca sĩ, họ không hề ủng hộ cho ước mơ đó và nói với anh: "Nếu như con vẫn muốn làm điều đó thì hãy bước ra khỏi nhà ngay". Anh tiếp tục ước mơ trong bí mật và sau khi tốt nghiệp trung học cùng với số tiền tích góp được từ việc làm thêm, anh đến Seoul một mình để theo đuổi ước mơ làm ca sĩ. Để bảo đảm cho cuộc sống của mình khi ở thành phố, SungGyu đã phải làm rất nhiều công việc khác nhau như mang vác than ở cửa hàng thịt, phục vụ quán cà phê và làm việc ở một tiệm bánh. Anh chia sẻ, "Em đã rất buồn. Khi em làm việc ở nhà hàng và nhìn thấy một gia đình đã cùng nhau đến ăn một bữa ăn thật ngon trong khi đó em đang ở Seoul này một mình và không có gia đình ở bên, thật sự lúc đó em rất muôn khóc". Năm 2007, anh tham gia thử giọng cho SM Entertainment nhưng không thành công. Do sự ngưỡng mộ của mình dành cho ban nhạc rock Nell, ban đầu anh thử giọng tại Woollim Entertainment dưới sự giới thiệu của quản lý Nell, người mà anh đã gặp tình cờ tại quán cà phê nơi anh làm việc bán thời gian. Trong tình trạng ruột thừa không được tốt, SungGyu đã đến thử giọng và nhẹ nhàng đe dọa họ bằng cách nói rằng: "Công ty các anh sẽ mãi hối hận nếu không chọn tôi". Sau đó anh được đưa đến bệnh viện ngay lập tức và có một cuộc phẫu thuật ruột thừa. Vào ngày ra viện, anh nhận được thông báo rằng anh đã được thông qua buổi thử giọng. Ban đầu có ý định theo đuổi nhạc rock trong một ban nhạc, nhưng cuối cùng SungGyu trở thành thực tập sinh cho nhóm nhạc "INFINITE", sau này anh đảm nhận vị trí trưởng nhóm và là ca sĩ chính. SungGyu ra mắt với INFINITE vào ngày 9 tháng 6 năm 2010.

Ngày 15 tháng 2 năm 2013 SungGyu tốt nghiệp chương trình âm nhạc thực tế của Đại học Daekyung và cùng với các thành viên L, Sungyeol, Hoya và DongWoo được trao bằng khen "Tự hào giải thưởng Daekyung sinh viên đại học" với hy vọng rằng nhóm sẽ tiếp tục phát triển và mang lại uy tín cho nhà trường. Các thành viên nhập học tại đây vào năm 2011.

SungGyu hiện đang là một sinh viên âm nhạc thực tế tại Đại học Hoseo.