2012-15: Debüt und Karriereanfänge
Baekhyun wurde am 30. Januar 2012 offiziell als neuntes Mitglied von Exo als Hauptsänger von Exo vorgestellt. Die Gruppe debütierte offiziell im April 2012 und hat seitdem erhebliche Popularität und kommerziellen Erfolg erlangt.
Im Februar 2014 wurden Baekhyun und sein Exo-Kollege Suho regelmäßige Moderatoren der SBS-Musikfernsehshow Inkigayo. Sie verließen diese Position im November 2014, um sich auf das bevorstehende Comeback von Exo zu konzentrieren. Im Juli 2014 gab Baekhyun sein Musiktheaterdebüt und spielte die Hauptrolle des Don Lockwood in der südkoreanischen Produktion des Musicals Singin‘ in the Rain von SM C&C .
Im April 2015 veröffentlichte Baekhyun seinen ersten Solosong seit seinem Debüt mit dem Titel „Beautiful“ als Soundtrack für Exos Webdrama Exo Next Door. Der Song wurde die erste Soundtrack-Single eines Web-Dramas, die die digitalen Charts anführte. Im Mai 2015 wurde bekannt gegeben, dass Baekhyun neben dem Schauspieler Yeo Jin-goo in dem Actionfilm Dokgo mitspielen würde. Im Januar 2016 wurde jedoch bekannt, dass die Produktion des Films abgebrochen wurde. Im Dezember 2015 zollte Baekhyun dem verstorbenen südkoreanischen Sänger Kim Hyun-sik Tribut, indem er dessen Song „Like Rain Like Music“ bei der SBS-Jahresend-Musiksendung Gayo Daejeon aufführte. Die Studioaufnahme seiner Darbietung wurde später digital veröffentlicht.
2016-2018: Schauspielrollen und Exo-CBX
Im Januar 2016 veröffentlichten Baekhyun und Miss A-Mitglied Suzy ein Duett mit dem Titel „Dream“. Der Song erreichte schnell die Spitze der Online-Echtzeit-Musikcharts und debütierte später auf Platz eins der wöchentlichen digitalen Charts von Gaon. „Dream“ gewann auch insgesamt fünfmal den ersten Platz in den Musikfernsehsendungen Music Bank und Inkigayo. Im April 2016 erhielt Baekhyun den YinYueTai V-Chart Award für den beliebtesten Sänger in Südkorea. Im Mai 2016 veröffentlichten Baekhyun und der südkoreanische Sänger K.Will ein Folk-Balladen-Duett mit dem Titel „The Day“ als Teil des Musikprojekts SM Station von SM Entertainment.
Im August 2016 gab Baekhyun sein Debüt auf dem kleinen Bildschirm in dem historischen Drama Moon Lovers von SBS: Scarlet Heart Ryeo, einer südkoreanischen Adaption des chinesischen Romans Bu Bu Jing Xin. Für seine Leistung in dem Drama erhielt er einen New Star Award bei den SBS Drama Awards 2016. Außerdem arbeitete er zusammen mit den Exo-Mitgliedern Chen und Xiumin an einem Original-Soundtrack für die Serie mit dem Titel „For You“. Im Oktober 2016 wurde Baekhyun zusammen mit Chen und Xiumin Mitglied der ersten offiziellen Sub-Unit von Exo, Exo-CBX. Ihr Debüt-Album Hey Mama! wurde am 31. Oktober veröffentlicht. Im November 2016 begann Baekhyun an SM Entertainments League of Legends Turnier „2016 S.M. Super Celeb League“ teilzunehmen, wo er und Labelkollege Heechul das Spiel mit professionellen Spielern und Fans aus Südkorea und China spielten.
Im Februar 2017 veröffentlichten Baekhyun und Sistar-Mitglied Soyou ein Duett mit dem Titel „Rain“. Der Song erreichte die Nummer eins aller südkoreanischen Online-Musikcharts, ein Erfolg, der als „All-Kill“ bekannt ist und ihn zum ersten Künstler von SM Entertainment macht, der sowohl 2016 als auch 2017 mit „Dream“ bzw. „Rain“ einen „All-Kill“ erreichte. Im April 2017 veröffentlichte Baekhyun eine Single mit dem Titel „Take You Home“ für die zweite Staffel des Projekts Station. Der Song erreichte Platz zwölf in den wöchentlichen digitalen Charts von Gaon.
Am 5. Februar 2018 sang Baekhyun die südkoreanische Nationalhymne bei der Eröffnungsfeier der 132. Sitzung des Internationalen Olympischen Komitees (IOC) im Beisein von Moon Jae-in, dem Präsidenten Südkoreas, und Lee Hee-beom, dem Präsidenten des Organisationskomitees für die Olympischen Winterspiele 2018. Im August 2018 veröffentlichten Baekhyun und der Rapper Loco einen gemeinsamen Track mit dem Titel „Young“ für das Projekt Station. Der Song landete auf Platz vier der Billboard World Digital Song Sales Charts.
2019-present: Solodebüt und SuperM
Im Juli 2019 debütierte Baekhyun als Solokünstler, der dritte Solist unter den Exo-Mitgliedern, indem er die EP City Lights veröffentlichte. Die EP verkaufte sich im Jahr 2019 über 550.000 Mal und brach damit den Rekord für das meistverkaufte Album eines Solokünstlers in der Geschichte der südkoreanischen Gaon Music Chart. Es führte die wöchentlichen und monatlichen Gaon-Charts an und belegte den sechsten Platz in den Jahresendcharts sowie den ersten Platz unter den von Solokünstlern veröffentlichten Alben. Es wurde schließlich das meistverkaufte Soloalbum Südkoreas in den 2010er Jahren. Im August wurde Baekhyun als Mitglied von SuperM bestätigt, einer „K-Pop Supergroup“, die von SM Entertainment in Zusammenarbeit mit Capitol Records für den amerikanischen Markt gegründet wurde. SuperM debütierte mit einer selbstbetitelten EP und begann im Oktober mit der Promotion. Im Dezember wurde Baekhyun bei den Mnet Asian Music Awards 2019 als Bester männlicher Künstler ausgezeichnet, nachdem seine Debüt-EP City Lights und die Leadsingle „UN Village“ erfolgreich waren.
Anfang 2020 veröffentlichte Baekhyun zwei Soundtrack-Singles, „My Love“ und „On the Road“, für die Dramaserie Dr. Romantic 2 bzw. Hyena. Im Mai arbeitete Baekhyun mit Bolbbalgan4 zusammen und wirkte bei ihrer Single „Leo“ mit. Der Song erreichte Platz zwei in den wöchentlichen digitalen Charts von Gaon. Im selben Monat veröffentlichte Baekhyun seine zweite EP Delight, auf der die Leadsingle Candy“ zu hören ist. Die EP erhielt über 732.000 Vorbestellungen und war damit das am meisten vorbestellte Album eines Solisten in der Geschichte Südkoreas. Bis Juli verkaufte sich Delight mehr als 1.000.000 Mal und war damit das erste Album eines Solokünstlers in Südkorea, das dies seit Another Days (2001) von Kim Gun-mo schaffte. Ebenfalls im Juli veröffentlichte Baekhyun über SM Station ein Remake von BoAs Song „Garden in the Air“ aus ihrem Album Girls on Top (2005) als erste Veröffentlichung eines Projekts, das BoAs 20-jährigem Debütjubiläum gewidmet war. Später im Jahr 2020 veröffentlichte er zwei weitere Soundtrack-Singles, „Every Second“ für Record of Youth und „Happy“ für Do You Like Brahms? Am 6. Dezember gewann Baekhyun zum zweiten Mal in Folge den Mnet Asian Music Award als bester männlicher Künstler. Später im Dezember veröffentlichte er eine digitale Single mit dem Titel „Amusement Park“.
Am 3. Januar 2021 hielt Baekhyun sein erstes Solokonzert, Baekhyun: Light, das aufgrund von Einschränkungen im Zusammenhang mit der COVID-19-Pandemie digital über Beyond Live übertragen wurde. Das Konzert wurde von 110.000 Zuschauern aus 120 Ländern verfolgt. Einen Tag später veröffentlichte er Get You Alone“, die erste Single aus seiner selbstbetitelten japanischen Debüt-EP, die am 21. Januar 2021 erschien. Die EP wurde von der Recording Industry Association of Japan mit Gold ausgezeichnet.
Baekhyun wird seine dritte EP Bambi am 30. März 2021 veröffentlichen.