Lim bestritt ihre ersten internationalen Titelkämpfe bei Juniorenasienmeisterschaften, 2001 in Hua Chang gewann sie in der Klasse bis 49 Kilogramm, 2003 in Ho-Chi-Minh-Stadt in der Klasse bis 55 Kilogramm den Titel. Bei den Asienspielen 2002 in Busan gewann sie völlig überraschend in der Klasse bis 51 Kilogramm die Goldmedaille und errang mit 16 Jahren ihren ersten internationalen Erfolg im Erwachsenenbereich. In den folgenden Jahren blieben weitere Erfolge zunächst aus, erst mit Gold bei der Universiade 2007 in Bangkok fand Lim in die Erfolgsspur zurück. Sie qualifizierte sich für die Olympischen Spiele 2008 in Peking. Im Federgewicht bis 57 Kilogramm konnte sie nach zwei Auftaktsiegen im Halbfinale Veronica Calabrese souverän bezwingen und ins Finale einziehen. Dort gewann sie knapp gegen Azize Tanrıkulu, den entscheidenden Punkt erzielte sie erst 20 Sekunden vor Kampfende, und errang mit der Goldmedaille den sportlich größten Erfolg ihrer Karriere.