2016: Tham gia Produce 101

Doyeon tham gia chương trình thực tế sống còn của Đài truyền hình Mnet là Produce 101 cùng với thực tập sinh cùng công ty là Choi Yoo-jung, Lee So-min... Doyeon được các huấn luyện viên đánh giá cao về tài năng và nhan sắc.

2016-2017: Ra mắt cùng với I.O.I

Trong tập cuối của Produce 101, Doyeon xếp thứ 8 chung cuộc, đồng nghĩa với việc cô sẽ là thành viên của nhóm nhạc dự án hoạt động trong vòng 10 tháng có tên là I.O.I. Doyeon đảm nhận vị trí hát phụ và visual của nhóm.

5/2017 - nay: Ra mắt cùng với Weki Meki

Sau khi I.O.I tan rã vào ngày 30 tháng 1 năm 2017, Doyeon được công ty chủ quản Fantagio Music đưa đi Mỹ để học thêm về thanh nhạc (cùng với Choi Yoo-jung). Doyeon và Yoojung được Fantagio Music thông báo sẽ là thành viên của nhóm nhạc mới có tên Weki Meki do chính Fantagio thành lập và quản lý.

Quảng bá với WJMK

Ngày 1 tháng 6, Doyeon cùng với Yoojung (Weki Meki), Luda, SeolA (WJSN) ra mắt ca khúc Strong. Bài hát nhằm quảng cáo Pepsi.