2012-15: Debut og karrierestart
Baekhyun blev officielt afsløret som det niende medlem af Exo den 30. januar 2012, som en af Exos hovedvokalister. Gruppen debuterede officielt i april 2012 og har siden opnået betydelig popularitet og kommerciel succes.
I februar 2014 blev Baekhyun og Exo-medlemmet Suho faste værter for SBS musik-tv-showet Inkigayo. De forlod stillingen i november 2014 for at fokusere på Exos kommende comeback. I juli 2014 fik Baekhyun sin musikteaterdebut, da han spillede hovedrollen som Don Lockwood i den sydkoreanske produktion af musicalen Singin’ in the Rain af SM C&C .
I april 2015 udgav Baekhyun sin første solosang siden debuten med titlen “Beautiful” som soundtrack til Exos webdrama Exo Next Door. Sangen blev den første soundtrack-single fra et webdrama til at toppe de digitale hitlister. I maj 2015 blev det annonceret, at Baekhyun skulle spille med i actionfilmen Dokgo sammen med skuespilleren Yeo Jin-goo. Produktionen af filmen blev dog meddelt, at den var blevet aflyst i januar 2016. I december 2015 hyldede Baekhyun den afdøde sydkoreanske sanger Kim Hyun-sik ved at optræde med hans sang “Like Rain Like Music” i SBS’ musikprogram Gayo Daejeon til årets afslutning. Studieoptagelsen af hans fortolkning blev senere udgivet digitalt.
2016-2018: Skuespillerroller og Exo-CBX
I januar 2016 udgav Baekhyun og Miss A-medlemmet Suzy en duet med titlen “Dream”. Sangen nåede hurtigt toppen på online realtidsmusikcharts og debuterede senere som nummer et på Gaons ugentlige digitale hitliste. “Dream” vandt også førstepladsen fem gange i alt på musik-tv-programmerne Music Bank og Inkigayo. I april 2016 modtog Baekhyun en YinYueTai V-Chart Award for den mest populære sanger i Sydkorea. I maj 2016 udgav Baekhyun og den sydkoreanske sangerinde K.Will en folk-ballade-duet med titlen “The Day” som en del af SM Entertainments musikprojekt SM Station.
I august 2016 fik Baekhyun sin debut på det lille lærred i det historiske drama Moon Lovers fra SBS: Scarlet Heart Ryeo, en sydkoreansk filmatisering af den kinesiske roman Bu Bu Bu Jing Xin. For sin præstation i dramaet modtog han en New Star Award ved SBS Drama Awards 2016. Han samarbejdede også med sine Exo-medlemmer Chen og Xiumin på et originalt soundtrack til serien med titlen “For You”. I oktober 2016 blev Baekhyun sammen med Chen og Xiumin medlem af Exos første officielle sub-enhed Exo-CBX. Deres debut extended play, Hey Mama!, blev udgivet den 31. oktober. I november 2016 begyndte Baekhyun at deltage i SM Entertainments League of Legends-turnering “2016 S.M. Super Celeb League”, hvor han og labelkammeraten Heechul spillede spillet sammen med både professionelle spillere og fans fra Sydkorea og Kina.
I februar 2017 udgav Baekhyun og Sistar-medlem Soyou en duet med titlen “Rain”. Sangen nåede førstepladsen på alle sydkoreanske online musiklister, en præstation kendt som “all-kill”, hvilket gjorde ham til den første SM Entertainment-kunstner, der opnåede “all-kill” i både 2016 og 2017 med henholdsvis “Dream” og “Rain”. I april 2017 udgav Baekhyun en single med titlen “Take You Home” i forbindelse med den anden sæson af Station-projektet. Sangen toppede som nummer 12 på Gaons ugentlige digitale hitliste.
Den 5. februar 2018 optrådte Baekhyun med den sydkoreanske nationalsang ved åbningsceremonien for den 132. samling i Den Internationale Olympiske Komité (IOC) foran Moon Jae-in, Sydkoreas præsident, og Lee Hee-beom, præsidenten for organisationskomitéen for de olympiske vinterlege i 2018. I august 2018 udgav Baekhyun og rapperen Loco et samarbejdsspor med titlen “Young” for projektet Station. Sangen kom ind som nummer fire på Billboard World Digital Song Sales chart.
2019-nutid: Solodebut og SuperM
I juli 2019 debuterede Baekhyun som solokunstner, som den tredje solist blandt Exo-medlemmerne, ved at udgive EP’en City Lights. EP’en fortsatte med at sælge over 550.000 eksemplarer i 2019 og slog dermed rekorden for det bedst sælgende album af en solokunstner i Sydkoreas Gaon Music Chart’s historie. Den toppede Gaons ugentlige og månedlige hitliste og placerede sig på sjettepladsen på årets sluthitliste, samt på førstepladsen blandt album udgivet af solokunstnere. Det blev i sidste ende det bedst sælgende soloalbum i Sydkorea i 2010’erne. I august blev Baekhyun bekræftet som medlem af SuperM, en “K-pop-supergruppe” skabt af SM Entertainment i samarbejde med Capitol Records, som skulle være rettet mod det amerikanske marked. SuperM debuterede med en selvbetitlet EP og begyndte promoveringen i oktober. I december blev Baekhyun tildelt prisen som bedste mandlige kunstner ved Mnet Asian Music Awards 2019 efter succesen med hans debut-EP City Lights og dens forsanger “UN Village”.
Tidligt i 2020 udgav Baekhyun to soundtrack-singler, “My Love” og “On the Road”, til henholdsvis dramaserierne Dr. Romantic 2 og Hyena. I maj samarbejdede Baekhyun med Bolbbalgan4, hvor han optrådte på hendes single “Leo”. Sangen toppede som nummer to på Gaons ugentlige digitale hitliste. I samme måned udgav Baekhyun sin anden EP Delight, der indeholder forsinglen “Candy”. EP’en opnåede over 732.000 forudbestillinger, hvilket gør den til det mest forudbestilte album af en solist i Sydkoreas historie. I juli havde Delight solgt mere end 1.000.000 eksemplarer, hvilket var det første album af en solokunstner i Sydkorea, der gjorde det siden Another Days (2001) af Kim Gun-mo. I juli udgav Baekhyun også en genindspilning af BoA’s nummer “Garden in the Air” fra hendes album Girls on Top (2005) via SM Station som den første udgivelse fra et projekt, der var dedikeret til BoA’s 20 års debutjubilæum. Senere i 2020 udgav han yderligere to soundtrack-singler, “Every Second” for Record of Youth og “Happy” for Do You Like Brahms? Den 6. december vandt Baekhyun Mnet Asian Music Award for bedste mandlige kunstner for andet år i træk. Senere i december udgav han en digital single med titlen “Amusement Park”.
Den 3. januar 2021 afholdt Baekhyun sin første solokoncert, Baekhyun: Light, som blev udsendt digitalt via Beyond Live på grund af restriktioner i forbindelse med COVID-19-pandemien. Koncerten tiltrak 110.000 seere fra 120 lande. En dag senere udgav han “Get You Alone”, forsinglen fra sin selvbetitlede japanske debut-EP, som blev udgivet den 21. januar 2021. EP’en er blevet certificeret guld af Recording Industry Association of Japan.
Baekhyun vil udgive sin tredje EP Bambi den 30. marts 2021.