Bae Seong-woo begann seiner Karriere 1999 in dem Musical "Hexenjagd" (). 2008 folgte sein Filmdebüt in "Crush and Blush" von Lee Kyoung-mi, produziert von Park Chan-wook. 2010 spielte er eine Nebenrolle in Jang Cheol-soos Rachethriller "Bedevilled – Zeit der Vergeltung". Fortan hatte er Nebenrollen in zahlreichen Filmen. 2015 spielte er in der Webtoonverfilmung "Inside Men – Die Rache der Gerechtigkeit" mit, der mit über neun Millionen Kinobesuchern zum erfolgreichsten südkoreanischen Film ohne Jugendfreigabe wurde. Durch den Thriller "Office" wurde er auch die Internationalen Filmfestspiele von Cannes eingeladen. 2020 spielte er einen Hotelrezeptionisten, der in einem Schließfach eine Tasche voller Geld findet, in dem Thriller "Beasts Clawing at Straws".