Aux Jeux olympiques de 2024, alors qu'elle est 24e au classement mondial, Kim est sacrée championne olympique de la catégorie des moins de 57 kg. Au cours de la compétition, elle bat respectivement Hatice Kübra İlgün, médaillée de bronze aux Jeux de Tokyo, puis Skylar Park, numéro 4 mondiale en quarts de finale, ensuite la numéro 1 mondiale Luo Zongshi en demi-finales, et la numéro 2 mondiale Nahid Kiani en finale[6].