Kai mengawali karier di dunia hiburan Korea Selatan dengan menjadi trainee satu dari agensi tersbesar Korea Selatan, SM ENtertainment.
SM Entertainment menawarkan kontrak ketika Kai menjuarai 10th SM Youth Best Contest pada 2007.
Pada 2008 Kai muncul dalam video musik milik senior TVXQ dalam lagu 'HaHaHa Song'.
Pada pertengahan 2011, Kai terpilih menjadi satu dari boy group yang akan didebutkan oleh SM Entertainment.
Grup tersebut adalah EXO dengan dua sub unit yaitu EXO-K yang melakukan promosi di Korea Selatan dan EXO-M yang melakukan promosi di China.
Kai merupakan member pertama yang diperkenalkan pada 23 Desember 2011 dari 12 member yang debut bersama EXO.
Pada 29 Desember 2011 Kai bersama dengan member Luhan, Chen dan Tao tampil dalam acara akhir tahun 'SBS Gayo Daejeon'.
Hingga akhirnya single prolouge 'What Is Love' rilis pada 30 Januari 2012 oleh EXO-K dan EXO-M dan meraih posisi ke-88 dalam Gaon Chart.
Kai belum memiliki proyek solo namun telah bergabung dengan beberapa proyek SM Entertainment seperti Younique Unit, dan SuperM.