Ia mengawali debut musiknya melalui boyband SS501 yang meluncurkan album pertamanya bertajuk “Warning” pada Juni 2005.
Kemudian, mereka mempromosikan album studio pertama mereka bertajul “S.T 01 Now”.
Pada tahun 2007, mereka memutuskan untuk memperluas musiknya ke luar Korea dan memilih Jepang sebagai tempat pertamanya.
SS501 kemudian meluncurkan single Jepang pertamanya yang bertajuk “Kokoro”.
Tidak lama setelah itu, mereka memperkenalkan boyband SS501 di Jepang melalui single-nya yang lain berjudul “Distance”.
Pada tahun 2008, ia memainkan tokoh utama dalam drama televisi berjudul “Boys Before Flowers bersama Lee Min Ho, Kim Bum, Gu Hye Sun, dan sebagainya.
Ia dan grupnya juga mengisi salah satu OST untuk drama tersebut.
Pada 2009 hingga 2010, SS501 kembali merilis single yang berjudul All My Love, Solo Collection, Rebirth dan Destination.
Tidak lama setelah merilis empat single berturut-turut dalam waktu berdekatan, kontrak Kim dengan SS501 berakhir.
Pada tahun 2010, Kim Hyun-joong secara resmi menyatakan bahwa ia telah meninggalkan DSP Media dan bergabung dengan KeyEast Entertainment Company.
Pada tahun yang sama, Kim Hyun-joong juga diundang untuk tampil di Asian Games Guangzhou sebagai perwakilan Korea Selatan, ia menyanyikan single populer “Sunshine Again.”