2009年凭借电影《旅行者》出道。
2010年与元斌合作电影《大叔》，凭借该电影，金赛纶获得2010年第19届釜山电影节新人女子演技奖。
2011年首次参演电视剧，在《你能听到我的心吗？》中饰演黄静茵童年；同年，出演电影《我是爸爸》、电视剧《天上花园-GOMBE岭》。
2012年出演电影《邻居》，在影片中扮演金允珍的女儿，此外还将
扮演与其女儿长相非常相似的一名少女，这也是金赛纶首次挑战一人分饰二角的演技，而后参演电影《芭比》，饰演顺英；同年3月出演电视剧《时尚王》，饰演女主角申世京的童年；6月出演电视剧《需要浪漫2012》，饰演男主角的妹妹；10月出演电视剧《妈妈是什么》，饰演一个想快点长大的可爱的孩子；11月以声音客串出演《想你》，担当剧中被害少女崔宝拉的旁白。
2013年6月出演电视剧《女王的教室》，凭借该剧，金赛纶获得2013
年MBC演技大赏童星奖；9月，金赛纶参演电影《道熙啊》，饰演道熙。
2014年参演电影《万神》，饰演儿时的金锦花；4月接拍电视剧《High School》，饰演李瑟菲一角；该剧将于7月11日在韩国KBS电视台播出；11月11日，凭借影片《道熙啊》入围第51届韩国电影大钟奖最佳新人女演员奖；同月作为女主人公出演男组合5urprise新曲MV。12月17日，获得第35届青龙电影节最佳新人女演员奖。
2015年4月获得51届百想艺术大赏最佳女主角奖提名。8月出演MBC电视台新网剧《To be Continued》。同年出演MBC电视剧《华丽的诱惑》，饰演女主人公申恩秀的童年时期。9月20日，凭借电影《道熙呀》在第35届黄金摄影奖获得最佳新人女演员奖。
