在初中求学期间，林世美偶然于街头被一位星探发掘，由此踏入了演艺行业，最初是以时装杂志模特的身份开始相关工作。尽管她当时并未获得登上杂志封面的机会，仅仅出现在一些美容专栏或相关版面中，但这份工作让她能够通过自己的努力赚取零用钱，因此她选择持续坚持了下来。林世美自幼便怀抱成为演员的梦想，有一次在经纪公司目睹歌手们辛苦练习舞蹈编排时，她发现自己对此并不感兴趣；然而，当她亲眼见到演员出现在自己眼前时，她深深感到，若想体验丰富多彩的职业人生，演员这条道路无疑是最能实现这一愿望的途径。正是这份认知，让她更加坚定地将表演事业作为自己不懈追求的方向。
在高中三年级那一年，林世美报名参加了《玉琳成长日记2》的演员试镜选拔，经过层层筛选，她在长达十六个小时的最终面试环节中脱颖而出，成功合格并获得了出演机会。到了2005年，她正式出演了一部校园偶像剧《玉琳成长日记2》，剧中她扮演的角色恰好与自己的本名相同，也叫“林世美”，这个角色是学校摄影部里一位二年级的学姐，凭借这部作品，林世美顺利开启了她的演艺生涯。2007年，她参演了由车太贤和李素妍共同主演的喜剧励志电影《蒙面达虎》。2010年，她又在一部家庭剧《南瓜花的纯情》中亮相，饰演了剧中人物吴孝萱。《玉琳成长日记2》时间来到2011年6月，她出演了由郑容和与朴信惠主演的校园爱情剧《你迷上我》，在剧中她饰演的是女主角李葵媛的亲密好友、一位就读于国家音乐系的学生车宝云；同年7月，她又在李宝英主演的周末剧《爱情万万岁》中出演角色，扮演了一位在粥铺工作的店员晶美。2013年6月，她参演了由赵寅成和宋慧乔联袂主演的浪漫爱情剧《那年冬天，风在吹》，饰演女主角吴英的朋友孙美罗；8月，她出演了一部悬疑爱情剧《两周》，在剧中饰演不幸被杀害的角色吴美淑；9月，她与金惠玉、韩艺璃共同主演了一部励志特别剧集《烟雨的夏天》，在剧中饰演女主角烟雨的好朋友兼播音员尹智莞；也是在这个月，她参演的一部古装剧《帝王的女儿守百香》正式播出，她在剧中饰演了年纪轻轻便成为王后的恩惠王后一角。2014年，林世美首次担当电视剧的女主角，与徐河俊、李奎汉、南宝拉等人共同主演了家庭情感剧《只想爱》，她饰演的女主人公崔侑莉是一个责任感极强但在恋爱方面却颇为迟钝的女性。2015年，她与朴镇宇搭档主演了一部现代爱情剧《今天开始我爱你》，饰演家道中落的同乐堂宗孙女尹胜慧，这个角色为了支撑家庭而不得不四处打工，成为了一个打工达人。2016年3月，她出演了一部复仇题材的剧集《Goodbye Mr. Black》，在剧中饰演性格单纯且开朗的车智秀；同年9月，她主演的爱情剧《购物王路易》在MBC电视台播出，她在剧中塑造了完美女性白玛丽这一形象，凭借在此剧中的出色表现，林世美荣获了当年“MBC演技大奖迷你剧女子黄金演技奖”的奖项。
二零一七年二月，她参演了家庭悬疑喜剧《完美的妻子》，于剧中塑造了郑娜美这一角色，该人物在历经种种人生坎坷后，决心凭借自身出众的美貌奋力争取事业与生活的成功；同年十月，她与林智奎合作，主演了爱情独幕剧《我们失眠的理由》，饰演一位名为李幼贞的无业青年；随后在十一月，她又出现在爱情奇幻剧《我的鬼神搭档》中，扮演了以扒窃为生的高奉淑。时间来到二零一八年五月，她在另一部爱情奇幻剧《想要停止的瞬间：About Time》里出演媒体财阀的独生女裴秀奉，这位角色同时担任着一家音乐杂志的理事职务；同年九月，她则投身于浪漫谍战喜剧《我身后的陶斯》的拍摄，在剧中诠释了国情院精英特工刘智妍。二零二零年二月，她与朴敏英、徐康俊共同主演了爱情剧《天气好的话，我会去找你》，饰演女主角穆海媛的闺中密友金宝英；待到十二月，其参演的爱情剧《女神降临》于韩国tvN电视台正式播出，她在剧中扮演了女主角林周京的姐姐林熙景。二零二二年九月，她与权相宇联袂主演的现代喜剧《危机的X》首次播出，剧中她饰演怀揣梦想、渴望成为人气网络小说家的美珍；就在同月，她还出演了悬疑剧《The Empire：法之帝国》，在剧中化身为SBC电视台的记者尹恩美。二零二三年三月，她参演的科幻惊悚剧《课后战争活动》播出，她所饰演的朴恩英是一位在故事中怂恿学生奔赴战场的教师；同年九月，她又出演了犯罪动作剧《最恶之恶》，在剧中塑造了能力出众的精英女警刘以贞。进入二零二四年三月，她搭档金南珠、车银优主演的悬疑剧《美好世界》播出，她在剧中饰演清潭洞一家品牌精选店的老板韩宥利；同年六月，她出演了电视剧《政坛旋风》，饰演国务总理朴东昊身边最为亲近信赖的秘书徐静妍；至八月，她与李施优主演的独幕剧《旧货商美兰》播出，她在剧中扮演了在农村地区经营一家旧货店的申美兰。二零二五年二月，她与文佳煐、崔显旭、郭时旸共同主演的浪漫爱情剧《那家伙是黑炎龙》在韩国tvN电视台播出，她在剧中饰演一位酒吧老板，同时也是“白修静”的好友徐河珍。二零二五年七月二十五日，由她主演的韩剧《TRY:我们成为奇迹》正式播出。
林世美的汉字姓名由三个精心选择的汉字构成，其中“林”字来源于茂密丛生的树林，象征着生机与繁茂；“世”字取自广阔世界的含义，寓意着其影响与视野的宽广；而“美”字则直接指向美丽与美好，代表了对高尚品质的追求。这三个字组合在一起，整体寄托了“成为世界上—棵美丽而挺拔的树木”的深刻寓意，期望能够像树木一样，在世间茁壮成长，不仅展现外在的秀美姿态，更具备内在的坚韧与价值，从而为世界增添一份独特而持久的风景。
林世美最初凭借在电视剧《那年冬天，风在吹》中成功饰演宋慧乔所扮演角色的好友而获得了广泛的关注。她不仅在电视剧领域稳步发展，同时也长期活跃于话剧舞台，以其扎实的表演功底和强大的共情能力，成为一位善于与观众进行深度沟通的实力派演员。在日常形象中常常展现可爱气质的她，在画报拍摄时却能彻底转变风格，以大胆、果敢且突破常规的造型吸引公众目光；在完成以“秋季女子”为主题的画报拍摄时，她巧妙地运用自身富有魅力的身形曲线来展现多元的女性美感，精准地营造出一种既孤独又高贵优雅的女演员氛围，令人印象深刻。而在另一部作品《The Empire：法之帝国》里，林世美则精准地诠释了热血记者尹恩美这一复杂角色，她通过对台词节奏的细腻把控以及对面部微表情的精心设计，淋漓尽致地展现了角色在揭露权力黑幕过程中所秉持的坚韧意志与内心深处的矛盾情感。她以层次丰富、渐进深入的表演方式，刻画出新闻记者职业特有的敏锐洞察力，并将人物追求真相的执着信念与面对庞大体制压力时的艰难挣扎有机地交织在一起，从而赋予了角色更为饱满的立体感。她的表演细节贯穿于每一句台词的轻重缓急和每一个肢体动作的张力之中，既呈现出新闻从业者应有的锐利锋芒与职业魄力，又隐隐透露出一个理想主义者在错综复杂的现实环境中所经历的内心波澜与情感震荡，为剧集的核心矛盾冲突注入了更为真实和动人的戏剧张力。