Pada tahun 2010, Seolhyun memenangi Pertandingan Model Smart ke-8 (스마트 모델 선발 대회), sebuah pertandingan dimana pelajar biasa memakai pakaian seragam. Pemenang pertandingan ini kerap menjadi selebriti. Semasa pertandingan ini, beberapa agensi bakat hadir dan Seolhyun telah dipilih oleh pengurus semasa beliau di FNC.[2][3] Pada bulan Januari 2012, Seolhyun muncul dalam video muzik F.T. Island untuk lagu "Severely" dari album mini, Grown-Up.[4]

Pada 30 Julai 2012, Seolhyun membuat kemunculan pertamanya sebagai ahli AOA dalam M! Countdown menerusi lagu "Elvis" dari album single pertama mereka, Angels' Story.[5] Tidak lama selepas itu, beliau telah dipilih untuk melakonkan peranan pembantu dalam drama My Daughter Seo-young yang mula ditayangkan pada bulan September.[6] Beliau melakonkan watak Seo Eun-soo.[7]

Pada 5 Februari 2013 Seolhyun dan Lee Se-young telah dipilih sebagai model baru untuk jenama Clean & Clear.[8] Pada 23 April, Seolhyun telah dipilih untuk berlakon dalam drama Ugly Alert sebagai Gong Na-ri.[9]

Pada tahun 2014, Seolhyun menjadi model untuk jenama Buckaroo dan Mizuno Snow Gear.[10] Beliau kemudiannya membintangi filem 2015, Gangnam Blues.[11] Beliau mengalahkan 500 orang lain yang menjalani ujian untuk watak Seon-hye.[12][13] Seolhyun telah dipilih sebagai ahli rancangan varieti KBS, Brave Family tetapi rancangan ini dibatalkan kerana rating rendah selepas 10 episod.[14][15]

Pada 10 Februari 2015, ia telah didedahkan bahawa Seolhyun akan melakonkan watak wanita utama dalam drama KBS2, Orange Marmalade. Drama ini mula disiarkan pada 15 Mei 2015. Seolhyun melakonkan watak Baek Ma-ri dimana beliau memenangi anugerah Pelakon Wanita Paling Popular di Anugerah Drama KBS 2015.[16] Pada 9 April, Seolhyun menjadi model untuk Enter 6.[17]Pada 30 April, ia telah didedahkan bahawa Seolhyun bersama-sama pelakon lain akan membintangi kempen pengiklanan untuk SK Telecom, sebuah drama bertajuk Let's Be Strange.[18] Seolhyun melakonkan watak utama dalam video muzik N.Flying untuk lagu "Awesome".[19]

Pada bulan Ogos 2015, Seolhyun telah dipilih untuk berlakon dalam filem thriller, Murderer's Guide to Memory sebagai anak perempuan seorang pembunuh. Filem ini diarahkan oleh Won Shin-yeon dan dijadual ditayangkan pada tahun 2016.[20] Pada bulan November, Seolhyun dan Lee Min-ho telah dipilih sebagai duta promosi untuk "Tahun Melawat Korea".[21]Pada bulan Januari 2016, Seolhyun menjadi model baru untuk Hazzys Accessories, G-Market, Mind Bridge, Acuvue dan Kolping.[22][23][24][25] Sejak bulan Mac 2016, Seolhyun merupakan tetamu tetap dalam Law of the Jungle di Tonga.[26]