2012年，拍摄广告yuhan-kimberly-white出道 。5月，出演tvN电视剧《我爱李泰利》，以演员身份正式出道，在剧中饰演美美。7月，出演《我爱李泰利》OST之《Do it》MV 。2014年9月，出演SBS爱情喜剧《对我而言，可爱的她》，饰演ANA娱乐旗下练习生徐允智 。10月，出演2AM正规3辑主打曲《请出现吧》MV。2015年2月，出演SBS黑色幽默剧《听到传闻》，饰演徐春的姐姐徐雨 。3月起，与韩国乐队CNBLUE吉他手李宗泫搭档，固定出演MBC周末综艺节目《我们结婚了》第四季 。6月，确定出演SBS古装剧《六龙飞天》，首次挑战史剧演技，饰演朝鲜太宗正妃元敬王后闵多敬 。8月17日，所属社Yuko Company表示孔升妍已经确定从《我们结婚了》下车，在下车后加盟10月播出的SBS电视台历史剧《六龙飞天》，结束为期五个月的“婚姻”生活 。10月，主演申升勋正规11辑《I am...》主打曲《这就是我》MV 。12月31日，获得韩国SBS演技大赏新星奖 。2016年3月，加盟改编自同名漫画的KBS电视剧《Master-面条之神》，饰演拥有美丽外貌，行动却冒失、不拘小节，个性也很直接的金多海 。6月22日，SBS音乐节目《人气歌谣》方面表示，演员金玟锡、孔升妍、女团TWICE成员定延自7月起将作为固定MC主持该节目 。9月，再度搭档李宗泫主演电视剧《My Only love song》，饰演将人、爱情等一切都用金钱来分级，目中无人的顶级明星宋秀贞 。