김윤서는 김지운 감독의 2010년 영화 《악마를 보았다》로 배우 경력을 시작한 이후, 도도하고 지적인 캐릭터를 중심으로 다양한 드라마와 영화에 출연해 왔다. 초기에는 여자 주인공과 대립하는 악녀 역할을 주로 소화했으며, 2019년 MBN 드라마 《우아한가》에서 뉴스패치 기자 오광미 역을 맡으면서 연기 스펙트럼을 넓히고 다채로운 캐릭터도 자연스럽게 표현할 수 있음을 입증했다. 2018년 이후 독립영화에도 꾸준히 출연하며 역할의 크기를 불문하고 다양한 작품활동을 이어가고 있으며, 출연 작품 수와 연기력에 비해 아직 대중들에게 과소평가된 배우로 평가받고 있다. 2026년 남겨진에 출연했다. 2024년 페이스 미에서 양은정 역을 맡았다. 2022년 블랙의 신부에서 허정 역을 맡았다.