Shim begann im Alter von sieben Jahren mit der Sportart Shorttrack. Bei den Juniorenweltmeisterschaften 2012 errang sie fünf Goldmedaillen und eine Bronzemedaille. Ebenfalls 2012 gewann sie in Innsbruck bei den Olympischen Jugend-Winterspielen die beiden Goldmedaillen in den Einzelwettbewerben über 500 m und 1000 m. Zudem gewann sie die Bronzemedaille mit der Staffel. Sie hatte ihr Weltcupdebüt am 20. Oktober 2012 in Calgary, als sie den Sieg über 1500 m errang. Im weiteren Saisonverlauf erreichte sie im Weltcup 12 Podestplatzierungen davon neun Siege. Shim gewann bei den Weltmeisterschaften 2013 drei Medaillen. Zum Saisonende belegte sie im Weltcup über 1500 m den ersten Rang. In der Saison 2013/14 siegte sie im Weltcup neunmal kam einmal auf den zweiten und einmal auf den dritten Rang. Sie gewann damit auch den Weltcup über 1000 m und 1500 m. Bei den Olympischen Winterspielen 2014 in Sotschi gewann sie mit der Staffel über 3000 m Gold, über 1500 m Silber und über 1000 m Bronze. Bei der WM 2014 in Montreal gewann sie vier Goldmedaillen.