2015年12月17日，参与演唱《PRODUCE 101》主题曲《PICK ME》   ；同日，与该节目另外98名参赛者亮相音乐节目《M! Countdown》并表演此曲  。

2016年1月，以JellyFish Entertainment练习生身份参加选秀节目《PRODUCE 101》；4月1日，以52万多票于《PRODUCE 101》获得第2名，成为限定组合I.O.I成员并在组合担当主唱，以该组合成员身份进行为期1年的活动 ；4月5日，随I.O.I发布首支单曲《CRUSH》并通过线上音源网站发布出道先行单曲的完整版音源和MV   ；4月21日，担任KBS2TV综艺节目《欢迎Show》的固定成员   ；5月4日，随I.O.I发布首张迷你专辑《Chrysalis》 ；5月5日，随I.O.I通过Mnet音乐节目《M! Countdown》带来首个正式出道舞台；5月20日，随I.O.I出演KBS音乐节目《音乐银行》   ；5月22日，随I.O.I出席第12届亚洲模特盛典的颁奖典礼，获得歌手部门新人奖  ；6月2日，随I.O.I出席于巴黎举行的“KCON”演唱会 ；6月7日，加入Jellyfish娱乐推出的女子组合gugudan [5]  ；6月28日，随gugudan发行首张迷你专辑《Act.1 The Little Mermaid》，主打曲为《Wonderland》；10月，客串根据赵石同名网络漫画改编的亲情剧《心里的声音》 ；10月17日，随I.O.I公开了第二张迷你专辑《miss me?》，主打歌是《Very Very Very》，而主打歌音源在公开后便登上了genie、Naver Music、Mnet等七个榜单的榜首  ；11月23日，金世正发行个人首支solo单曲《花路》；12月2日，随I.O.I出席第18届Mnet亚洲音乐大奖获得女子新人奖 。

2017年1月5日，为爱情剧《蓝色大海的传说》演唱OST歌曲《万一》  ；1月14日，随I.O.I获得第31届金唱片大赏唱片部门女子新人奖   ；1月18日，随I.O.I组合发布单曲《阵雨》，该歌曲是限定组合I.O.I为期一年活动的最后一首歌曲  ；2月28日，随gugudan发布第二张迷你专辑《Act.2 Narcissus》，主打歌是《像我一样的孩子》，正式回归   ；6月，与金正贤、张东润等合作主演青春校园剧《学校2017》，在剧中饰演充满健康能量的大学生罗恩好  ；7月，随gugudan为电视剧《学校2017》演唱首支OST《相信这个瞬间》   ；9月20日，随gugudan出席第1届SORIBADA最佳音乐大奖的颁奖典礼，获得新韩流Performance赏；10月，与NCT成员金道英合作演唱的歌曲《星光绽放时》发布 ；11月8日，随gugudan发布迷你专辑《Act.3 Chococo Factory》，主打歌是《Chococo》 ；11月15日，随gugudan出席第2届Asia Artist Awards的颁奖典礼，获得Rising Star；11月29日，金世正凭借歌曲《花路》，入围第19届Mnet亚洲音乐大奖最佳歌唱表演女歌手奖 ；12月，金世正不但在SBS演艺大赏颁奖典礼上获得了最佳挑战赏  ，还在KBS演技大赏颁奖典礼上获得了女子新人演技赏 。

2018年2月1日，随gugudan发行第二张单曲专辑《Act.4 Cait Sith》   ；5月7日，在其家乡金堤市参与公益活动，为长者献唱   ；7月10日，与金娜英、姜美娜组成gugudan小分队gugudan-SEMINA，并发行单曲专辑《SEMINA》  ；9月16日，为tvN周末剧《阳光先生》演唱OST《情人》；11月6日，随gugudan发行第三张迷你专辑《Act.5 New Action》 。

2019年，与延宇振、宋再临等合作主演爱情剧《请让我聆听你的  ；12月2日，发行第二张个人数位单曲《隧道》。

2020年2月1日，为tvN周末剧《爱的迫降》演唱OST《All of My Days》   ；3月17日，发行首张个人迷你专辑《Plant》 ；8月17日，发行第三张数位单曲《Whale》，并参与作词作曲；10月13日，为tvN月火剧《青春记录》演唱OST《我的心是那样的》  ；11月28日，出演悬疑奇幻剧《惊奇的传闻》 ；12月20日，为《惊奇的传闻》演唱OST《再会》   ；12月31日，其所属组合gugudan正式解散  。

2021年3月29日，发布第二张迷你专辑《I'm》，主打歌《Warning》。