Pada bulan September 2010, Hyeri diumumkan sebagai ahli baru Girl's Day bersama Yura selepas Jiin dan Jisun meninggalkan kumpulan ini, dua bulan selepas kemunculan pertama mereka. Pada tahun 2012, Hyeri membuat penampilan lakonan pertamanya di dalam drama SBS, Tasty Life.[5]

Hyeri dipilih untuk berlakon di dalam drama jTBC, Seonam Girls High School Investigators yang mula disiarkan pada bulan Disember 2014.[6] Pada lewat tahun 2014, beliau telah dipilih untuk berlakon di dalam drama SBS, Hyde Jekyll, Me yang mula disiarkan pada bulan Januari 2015.[7]

Pada tahun 2015, Hyeri telah dipilih untuk melakonkan watak utama di dalam drama tvN, Reply 1988.[8] Drama ini mula disiarkan pada bulan November dan merupakan satu kejayaan dengan rating penonton setinggi 18.8%.[9] Hyeri menerima pujian untuk persembahan lakonannya sebagai Sung Duk-seon.[10]

Pada bulan Mac 2016, Hyeri dipilih untuk melakonkan watak utama di dalam drama SBS, Entertainer bersama Ji Sung dan Kang Min-hyuk. Beliau memenangi "Anugerah Bintang Baru" di Anugerah Drama SBS 2016 untuk persembahan lakonannya di dalam drama ini.[11]

Pada bulan Mac 2017, Hyeri telah diumumkan akan membuat penampilan pertamanya di dalam layar besar menerusi filem Monster.[12]