Kimpembe ha iniziato a giocare nelle giovanili dell'AS Éragny finché nel 2005 è passato al centro di formazione del Paris SG. Con la squadra giovanile parigina ha partecipato all'UEFA Youth League 2013-2014, nella quale conta 7 partite disputate. Ha raggiunto assieme alla squadra i quarti di finale dove sono stati battuti dal per 1-0. Il 12 agosto 2014 è stato convocato da Laurent Blanc per disputare l'incontro di Supercoppa contro il Guingamp, nel quale comunque non è sceso in campo.