Em 2009, Kim e sua compatriota Anja Brinker representaram o país no Campeonato Europeu de Milão. Ambas, conquistaram a classificação geral, mas não subiram ao pódio. Classificada para a final do salto, não obteve bons resultados e terminou na quinta posição. No mesmo ano, na etapa de Copa do Mundo de Cottbus, Kim classificou-se para três finais individuais: paralelas assimétricas, salto e solo. Na primeira, das barras, caiu duas vezes do aparelho, em prova conquistada pela compatriota Anja Brinker. Na seguinte final, a do salto, novamente terminou sem medalhas, na quarta posição, ao não superar a medalhista de bronze Yasmin Zimmermann. Em seu último evento, o solo, a ginasta conquistou a medalha de prata, superada pela chinesa Li Sui, medalhista de ouro. Ainda em 2009, participou do Campeonato Nacional Alemão, realizado em Frankfurt. No evento, foi campeã do individual geral. No desafio Estados Unidos vs Alemanha, realizado em Mühlheim, conquistou a melhor posição alemã no concurso geral, ao terminar o evento na sexta posição, atrás de cinco ginastas norte-americanas. Na Copa América, realizada em Chicago, Bui realizou boas apresentações e terminou com a medalha de bronze no geral individual, atrás das norte-americanas Bridget Sloan e Jordyn Wieber, prata e ouro, respetivamente. No evento seguinte, a etapa de Copa do Mundo, a ginasta conquistou quatro medalhas, das cinco possíveis. Na final geral, solo e barras, conquistou a medalha de ouro, e na trave terminou com a prata.