2012-15: Debut y comienzos de carrera
Baekhyun fue revelado oficialmente como el noveno miembro de Exo el 30 de enero de 2012 como vocalista principal de Exo. El grupo debutó oficialmente en abril de 2012 y desde entonces ha ganado una importante popularidad y éxito comercial.
En febrero de 2014, Baekhyun y Suho, otro miembro de Exo, se convirtieron en presentadores habituales del programa de televisión musical de la SBS Inkigayo. Dejaron el puesto en noviembre de 2014 para centrarse en el próximo regreso de Exo. En julio de 2014, Baekhyun hizo su debut en el teatro musical, interpretando el papel principal de Don Lockwood en la producción surcoreana del musical Singin’ in the Rain de SM C&C .
En abril de 2015, Baekhyun lanzó su primera canción en solitario desde su debut titulada «Beautiful» como banda sonora del web-drama de Exo Exo Next Door. La canción se convirtió en el primer sencillo de la banda sonora de un drama web en encabezar las listas digitales. En mayo de 2015, se anunció que Baekhyun protagonizaría la película de acción Dokgo junto al actor Yeo Jin-goo. Sin embargo, se anunció la cancelación de la producción de la película en enero de 2016. En diciembre de 2015, Baekhyun rindió homenaje al fallecido cantante surcoreano Kim Hyun-sik interpretando su canción «Like Rain Like Music» en el programa musical de fin de año de la SBS Gayo Daejeon. La grabación de estudio de su interpretación se publicó posteriormente en formato digital.
2016-2018: Papeles de actor y Exo-CBX
En enero de 2016, Baekhyun y la miembro de Miss A, Suzy, lanzaron un dúo titulado «Dream». La canción alcanzó rápidamente la cima en las listas de música en tiempo real en línea y más tarde debutó en el número uno en la lista digital semanal de Gaon. «Dream» también ganó el primer lugar cinco veces en total en los programas de televisión musical Music Bank e Inkigayo. En abril de 2016, Baekhyun recibió el premio YinYueTai V-Chart al cantante más popular de Corea del Sur. En mayo de 2016, Baekhyun y el cantante surcoreano K.Will lanzaron un dúo de baladas folclóricas titulado «The Day» como parte del proyecto musical SM Station de SM Entertainment.
En agosto de 2016, Baekhyun hizo su debut en la pequeña pantalla en el drama histórico de SBS Moon Lovers: Scarlet Heart Ryeo, una adaptación surcoreana de la novela china Bu Bu Jing Xin. Por su actuación en el drama recibió un premio a la nueva estrella en los SBS Drama Awards de 2016. También colaboró con sus compañeros de Exo, Chen y Xiumin, en una banda sonora original para la serie titulada «For You». En octubre de 2016, junto con Chen y Xiumin, Baekhyun se convirtió en miembro de la primera subunidad oficial de Exo, Exo-CBX. Su obra extendida de debut, Hey Mama!, fue lanzada el 31 de octubre. En noviembre de 2016, Baekhyun comenzó a participar en el torneo de League of Legends de SM Entertainment «2016 S.M. Super Celeb League», donde él y su compañero de sello Heechul jugaron el juego tanto con jugadores profesionales como con fans de Corea del Sur y China.
En febrero de 2017, Baekhyun y el miembro de Sistar Soyou lanzaron un dueto titulado «Rain». La canción alcanzó el número uno en todas las listas de música online de Corea del Sur, un logro conocido como «all-kill», convirtiéndose en el primer artista de SM Entertainment en lograr el «all-kill» tanto en 2016 como en 2017 con «Dream» y «Rain» respectivamente. En abril de 2017, Baekhyun lanzó un sencillo titulado «Take You Home» para la segunda temporada del proyecto Station. La canción alcanzó el número doce en la lista digital semanal de Gaon.
El 5 de febrero de 2018, Baekhyun interpretó el himno nacional de Corea del Sur en la ceremonia de apertura de la 132ª sesión del Comité Olímpico Internacional (COI) frente a Moon Jae-in, el presidente de Corea del Sur, y Lee Hee-beom, el presidente del Comité Organizador de los Juegos Olímpicos de Invierno 2018. En agosto de 2018, Baekhyun y el rapero Loco lanzaron un tema de colaboración titulado «Young» para el proyecto Station. La canción se colocó en el número cuatro de la lista de ventas de canciones digitales de Billboard World.
2019-presente: Debut en solitario y SuperM
En julio de 2019, Baekhyun debutó como artista en solitario, el tercer solista entre los miembros de Exo, lanzando el EP City Lights. El EP llegó a vender más de 550.000 copias en 2019, rompiendo el récord del álbum más vendido por un artista en solitario en la historia del Gaon Music Chart de Corea del Sur. Encabezó la lista semanal y mensual de Gaon y se colocó en sexto lugar en la lista de fin de año, así como en primer lugar entre los álbumes lanzados por artistas en solitario. Finalmente se convirtió en el álbum en solitario más vendido de Corea del Sur en la década de 2010. En agosto, Baekhyun fue confirmado como miembro de SuperM, un «supergrupo de K-pop» creado por SM Entertainment en colaboración con Capitol Records que estaría dirigido al mercado estadounidense. SuperM debutó con un EP autotitulado y comenzó las promociones en octubre. En diciembre, Baekhyun fue premiado como Mejor Artista Masculino en los Mnet Asian Music Awards 2019 tras el éxito de su EP debut City Lights, y su single principal «UN Village».
A principios de 2020, Baekhyun lanzó dos singles de bandas sonoras, «My Love» y «On the Road», para las series dramáticas Dr. Romantic 2 y Hyena respectivamente. En mayo, Baekhyun colaboró con Bolbbalgan4, participando en su single «Leo». La canción alcanzó el número dos en la lista digital semanal de Gaon. Ese mismo mes, Baekhyun lanzó su segundo EP Delight, con el single principal «Candy». El EP obtuvo más de 732.000 pedidos por adelantado, lo que lo convirtió en el álbum de un solista más pedido en la historia de Corea del Sur. En julio, Delight había vendido más de 1.000.000 de copias, convirtiéndose en el primer álbum de un solista en Corea del Sur en conseguirlo desde Another Days (2001), de Kim Gun-mo. También en julio, Baekhyun lanzó un remake del tema de BoA «Garden in the Air» de su álbum Girls on Top (2005) a través de SM Station como primer lanzamiento de un proyecto dedicado al 20º aniversario del debut de BoA. Más tarde, en 2020, lanzó otros dos singles de bandas sonoras, «Every Second» para Record of Youth, y «Happy» para Do You Like Brahms? El 6 de diciembre, Baekhyun ganó el premio Mnet Asian Music Award al mejor artista masculino por segundo año consecutivo. Más tarde en diciembre, lanzó un sencillo digital titulado «Amusement Park».
El 3 de enero de 2021, Baekhyun celebró su primer concierto en solitario, Baekhyun: Light, que fue transmitido digitalmente a través de Beyond Live debido a las restricciones relacionadas con la pandemia de COVID-19. El concierto atrajo a 110.000 espectadores de 120 países. Un día después, lanzó «Get You Alone», el single principal de su EP japonés de debut con el mismo título, que se publicó el 21 de enero de 2021. El EP ha sido certificado como Oro por la Asociación de la Industria Discográfica de Japón.
Baekhyun lanzará su tercer EP Bambi el 30 de marzo de 2021.