2012–2015

Pada tahun 2012, Nayeon membuat penampilan kameo dalam episod kedua drama KBS2, Dream High 2.[2] Pada tahun 2013, beliau telah dipilih sebagai ahli 6mix, sebuah kumpulan wanita JYP yang dirancang tetapi tidak pernah membuat kemunculan pertama.[3] Sebelum rancangan realiti Sixteen dan kemunculan pertama beliau sebagai ahli Twice, beliau muncul dalam beberapa iklan televisyen dan video muzik termasuk Jun. K untuk lagu "No Love", GOT7 untuk lagu "Girls Girls Girls" dan "Stop Stop It" serta miss A untuk lagu "Only You."

2015–sekarang

Nayeon diumumkan sebagai salah seorang peserta pertandingan Sixteen untuk menentukan ahli ahli kumpulan wanita JYP yang baru.[4] Rancangan ini bermula pada 5 Mei dan berakhir dengan Nayeon, Sana, Dahyun, Chaeyoung, Mina, Jihyo dan Jeongyeon diumumkan sebagai ahli Twice. Pada 20 Oktober, Nayeon membuat kemunculan pertamanya sebagai ahli Twice menerusi album mini, The Story Begins dan lagu Like OOH-AHH.[5]