El 12 de noviembre de 2009, Kim Jae Kyung debutó oficialmente como miembro de Rainbow y lanzó el primer EP debut de Rainbow, "Gossip Girl".
En octubre de 2010, Kim Jae-kyung apareció como estrella invitada en el drama de SBS "Big Things".
El 7 de abril de 2011, Rainbow lanzó su segundo mini álbum "So Girl"; el 14 de septiembre, Rainbow lanzó su sencillo debut japonés "A", debutando oficialmente en Japón.
El 28 de marzo de 2012, Rainbow lanzó su primer álbum regular japonés "Over The Rainbow"; en marzo, Kim Zai-kyung apareció en el drama especial de fin de semana de JTBC "MONSTER", interpretando a un animado y el personaje solitario pero atractivo de Na Yumei, una atractiva estudiante universitaria conocida como la "Reina de Alba" que apareció como estrella invitada en el drama japonés de KBS "Shut Up Family".
El 13 de febrero de 2013, Rainbow lanzó su primer álbum regular coreano "Rainbow Syndrome"; el 4 de junio, Rainbow lanzó el álbum coreano "Rainbow Syndrome Part.2" en octubre, protagonizó tvN Jintu The; El drama "Reply 1994" interpreta a "Jun Ji Hyun" de Yeon Dae.
El 6 de enero de 2014, Kim Jae-kyung se unió a la subunidad RainbowBLAXX; en enero, protagonizó "The Age of Gratitude: The Birth of the Fighting God" de KBS como Mei Ling; En marzo, Kim Jae-kyung se desempeñó como presentadora de la estación de televisión por cable del programa de belleza "Get it Beauty" de On Style; en mayo, Kim Jae Kyung protagonizó la serie de televisión de ONC "God's Test 4" como el genio investigador Im Tae Kyung; 4, protagonizó el drama en un acto de MBC "Drama Festival". En la segunda temporada de "Turning Point", interpretó el papel de Mong Lanying el 6 de noviembre, Kim Zai Kyung fue la estrella invitada como DJ de radio en el día 16; En el episodio del drama de SBS "To Me, She is Lovely" el 4 de octubre, Rainbow cantó en la ceremonia de clausura de los Juegos Asiáticos de Incheon.
El 23 de agosto de 2015, Kim Zai-kyung protagonizó el drama online "Noble You".