2000年，金泰希在地铁站等地铁时被广告公司的人看中，接拍了广告，作为广告模特出道。

2001年，金泰希出演了由李政宰、李英爱主演的爱情电影《礼物》，她在片中饰演了女主角正妍的中学生时代，由此进入演艺圈。

2003年5月31日，与朴正哲、孔刘、吴承贤领衔主演的励志爱情剧《梦想的屏幕》播出，金泰希饰演以个人不屈的意志努力生活的“金素贤” ；12月3日，与权相佑、崔智友、申贤俊共同出演的爱情剧《天国的阶梯》首播，最高收视率达42.4%，金泰希因在剧中饰演为人恶毒的韩友莉而受到关注。

2004年7月19日，与赵显宰、韩艺瑟、JunJin合作出演的玄幻爱情剧《九尾狐外传》首播，金泰希在剧中饰演九尾狐族里拥有最强能力的战士“尹诗妍”；11月22日，搭档金来沅主演的浪漫爱情剧《哈佛爱情故事》播出，该剧最高收视率达20.0%，金泰希在剧中饰演对感情真实坦诚的“李书仁”，凭借该角色获得了第41届韩国百想艺术大赏电视类奖项-最佳人气女演员奖和SBS演技大赏十大明星奖及人气奖。

2006年，与郑雨盛主演了由金成秀执导的古装玄幻电影《中天》，金泰希在片中饰演拥有读心术的天神“小花”，凭借该角色获得了第44届韩国电影大钟奖和第28届韩国青龙电影奖最佳新人女演员奖提名，以及第43届韩国百想艺术大赏电影类奖项-最佳人气女演员奖。

2007年，金泰希与薛景求主演了由韩智胜执导的喜剧电影《打架》，她在片中饰演无法忍受丈夫言行和个性的妻子“珍儿”。

2009年，与李秉宪、郑俊浩、金素妍等联袂出演了谍战动作剧《IRIS》，该剧最高收视率达39.9%，金泰希饰演知性且美丽动人的犯罪心理分析官“崔胜熙”，由此获得了KBS演技大赏中篇剧优秀女演员奖，并与李秉宪共同获得了最佳荧幕情侣奖。

2010年9月16日，与杨东根领衔主演的励志电影《大奖赛》上映，金泰希饰演因坠马意外而告别赛马的“徐珠熙”；11月22日，与李秉宪、金承佑合作出演的谍战动作片《IRIS电影版》上映。

2011年1月5日，搭档宋承宪主演的浪漫爱情剧《我的公主》开播，该剧最高收视率达20.9 %，金泰希在剧中饰演生气勃勃的少女“李雪”；随后，金泰希与日本某经纪公司签署合同，正式进军日本演艺圈；10月23日，与西岛秀俊领衔出演的爱情剧《我与明星的99日》播出，金泰希出演拥有“国民新娘”之称的韩国TOP Star“韩由娜”。

2013年，与刘亚仁、在熙、洪秀贤等主演了由付成哲执导的古装宫廷剧《张玉贞》，金泰希在剧中饰演有服饰设计天赋的“张玉贞”。2014年，金泰希接拍中国古装剧《书圣王羲之》，她在剧中饰演王羲之的夫人“郗睿”。

2015年1月15日，金泰希获得了2014新浪微博之夜微博年度绝对影响力奖；8月5日，与周元、赵显宰、蔡贞安等共同主演的医疗剧《龙八夷》开播，金泰希出演拒绝和外部沟通的医院财团第一继承人“韩茹真”，该剧最高收视率达21.5%，获得了第5届韩流大赏电视剧部门奖项，金泰熙则获得了第8届韩国电视剧大奖女子最优秀演技奖和SBS演技大赏迷你剧最优秀女演员奖、十大明星奖和最佳情侣奖。

2020年2月，主演tvN金土剧《你好再见，妈妈！》，饰演意外死亡后回到人间的年轻母亲车宥利。