Kim va néixer a Danyang, Corea del Sud.[3] El 2024 va competir al Campionat Asiàtic de Tir, on va guanyar una medalla de plata en la modalitat de 25 m amb pistola d'aire. Posteriorment va competir al Mundial ISSF de 2024 a Múnic, on va aconseguir la medalla de bronze a la modalitat de 25 m amb pistola d'aire,[4] i a Baku on va guanyar una medalla de plata a la modalitat 10 m amb pistola d'aire abans d'assolir un nou rècord mundial a l'esdeveniment femení de 25 m amb pistola d'aire i una medalla d'or amb una puntuació de 42 punts.[5]
Al juliol de 2024 va competir als Jocs Olímpics d'Estiu de 2024 celebrats a París. Allà va aconseguir la medalla de plata a la modalitat femenina de 10 m amb pistola d'aire, quedant segona per darrere de la seva compatriota, la sud-coreana Oh Ye-jin.[6] Va realitzar la prova amb un elefant de peluix de la seva filla. Kim Ye-Ji va esdevenir viral a les xarxes socials a causa de la seva estètica i el seu carisma. Va despertar reaccions positives i d'admiració del magnat sud-africà Elon Musk i del dissenyador de videojocs japonès Hideo Kojima.[7][8]