Kim Sung-soo est très jeune lorsqu'il commence à réaliser ses premiers films. Il est licencié de langue et littérature anglaises à l'université de Séjong, avant d'entreprendre des études de cinéma à la Dongkuk Graduate School. C'est à la fin des années 70 qu'il signe ses premier longs métrages; Return to the port of Busan ou encore Please bless us. Déjà au début de sa carrière, le cinéaste coréen exprime une nette préférence pour les scénarios empreints de mystère et les drames.

En 1990 il devient l'assistant réalisateur de Park Kwang-su, puis il travaille avec Kyun-dong Yeu et Hyun-seung Lee avant de retourner à la réalisation de ses propres films. Run away (1996) et Beat (1997) lui valent enfin la reconnaissance auprès du grand public coréen. Dès lors sa notoriété dépasse les frontières de la Corée du Sud et de l'Asie avec Musa, la princesse du désert, un drame de guerre avec Zhang Ziyi dans le rôle de la princesse chinoise.