1991년 7월 2일, 0세 때, 김고은은 서울특별시 서대문구 연희동에서 출생했다.

1994년, 3세 때, 김고은은 아버지의 직장 때문에 중국 베이징시로 이주했다.

1994년경, 3~8세 때, 김고은은 베이징 북동부 미윈현에서 5년간 거주했다.

2004년경, 13세 때, 김고은은 중학교 1학년 때 중국에서 한국으로 귀국했다.

2004년경, 13세 때, 김고은은 일동중학교에 입학했다.

2007년경, 16세 때, 김고은은 일동중학교를 졸업했다.

2007년경, 16세 때, 김고은은 계원예술고등학교 연극영화과에 입학했다.

2010년경, 19세 때, 김고은은 계원예술고등학교 연극영화과를 졸업했다.

2010년경, 19세 때, 김고은은 한국예술종합학교 연극원 연기과에 진학했다.

2011년 여름, 20세 때, 김고은은 한국예술종합학교 동문회 회장의 권유로 영화 《은교》 오디션을 보게 되었다.

2011년경, 20세 때, 정지우 감독은 300여 명이 넘는 은교 후보를 만난 오디션을 통해 본인이 상상했던 은교의 이미지와 거의 일치하는 김고은을 캐스팅했다.

2012년 4월, 21세 때, 김고은은 영화 《은교》로 배우 데뷔했다.

2012년, 21세 때, 김고은은 영화 《은교》에서 타이틀롤 여주인공 한은교 역을 연기하며 극중 파격적인 정사신으로 주목받았다.

2012년, 21세 때, 김고은은 제49회 대종상영화제에서 신인여우상을 수상했다.

2012년, 21세 때, 김고은은 제21회 부일영화상, 제32회 한국영화평론가협회상, 제13회 부산영화평론가협회상, 제33회 청룡영화상, 제4회 올해의 영화상 등 다수의 영화제에서 신인여우상을 휩쓸었다.

2012년, 21세 때, 김고은은 《은교》의 성공에도 불구하고 학교로 돌아가 복학을 선택했다.

2012년-2014년, 21~23세 때, 김고은은 다시 동기들과 함께 연극 공연을 하고 단편 영화를 찍는 등 휴식을 취하며 2년간의 공백기를 가졌다.

2013년, 22세 때, 김고은은 《은교》 촬영 전 찍은 독립영화 《네버다이 버터플라이》가 개봉했다.

2014년, 23세 때, 김고은은 범죄 스릴러 영화 《몬스터》로 2년만에 복귀했다.

2014년, 23세 때, 김고은은 영화 《몬스터》에서 극중 연쇄 살인마 태수를 쫓는 약간은 지능이 모자란 복순이로 분해 연기 변신을 했다.

2015년, 24세 때, 김고은은 영화 《차이나타운》에 김혜수, 엄태구, 박보검과 함께 캐스팅 되었다.

2015년, 24세 때, 김고은은 영화 《차이나타운》에서 태어나자마자 지하철 보관함 10호에 버려져 범죄조직의 일원으로 길러지는 일영 역을 맡았다.

2015년, 24세 때, 김고은은 《차이나타운》이 제54회 칸 국제영화제 비평가주간 공식 스크리닝에 초청받아 칸 레드카펫을 처음 밟았다.

2015년, 24세 때, 김고은은 사극 무협 영화 《협녀, 칼의 기억》에서 롤 모델로 꼽아왔던 전도연과 공연했다.

2015년, 24세 때, 김고은은 《협녀, 칼의 기억》에서 부모의 원수를 갚아야 하는 숙명을 타고난 홍이 역을 맡아 촬영 시작 6개월 전부터 액션스쿨에서 연습으로 만들어낸 고난위도의 경공술과 검술 액션을 선보였다.

2015년, 24세 때, 김고은은 영화 《성난 변호사》에서 신입 검사 진선민 역을 맡아 이선균과 공연했다.

2015년 7월, 24세 때, 김고은은 동명의 인기 웹툰을 원작으로 한 tvN 드라마 《치즈인더트랩》에서 여주인공 홍설 역으로 캐스팅되어 드라마에 첫 출연하는 것이 발표되었다.

2016년 1월 4일~3월 1일, 24~25세 때, 김고은은 tvN 드라마 《치즈인더트랩》이 인기리에 방영되며 자신만의 홍설을 탄생시켜 큰 호평을 받았다.

2016년, 25세 때, 김고은은 제52회 백상예술대상 TV부문 여자 신인연기상을 수상했다.

2016년 5월, 25세 때, 김고은은 윤여정과 공연하여 2015년에 촬영한 영화 《계춘할망》이 개봉되었다.

2016년, 25세 때, 김고은은 《계춘할망》에서 12년 만에 집에 돌아온 예측불가 불량 손녀 혜지 역을 맡아 해녀 할망 윤여정과 세대를 뛰어넘는 호흡을 선보였다.

2016년, 25세 때, 김고은은 《계춘할망》 마지막 부분의 엔딩크레딧에서 영화에 삽입된 노래를 직접 불러 화제를 모았다.

2016년, 25세 때, 김고은은 김은숙 작가의 차기작인 tvN 드라마 《쓸쓸하고 찬란하神 - 도깨비》에서 여주인공 지은탁 역에 캐스팅되어 공유와 호흡을 맞췄다.

2016년 12월 2일~2017년 1월 21일, 25~26세 때, 김고은은 《도깨비》 방영 내내 이슈를 모으며 최고 시청률 20.5%를 기록하는 등 큰 인기를 얻었다.

2017년, 26세 때, 김고은은 제53회 백상예술대상 TV부문 여자 최우수연기상 후보에 올랐다.

2017년 8월, 26세 때, 김고은은 이준익 감독의 영화 《변산》에 캐스팅 되었다.

2017년 9월 11일, 26세 때, 김고은은 영화 《변산》 촬영을 크랭크인했다.

2018년 7월 4일, 27세 때, 김고은의 영화 《변산》이 개봉되었다.

2019년, 28세 때, 김고은은 영화 '은교'에서 작업한 정지우 감독의 로맨스 영화 《유열의 음악앨범》의 여주인공 미수 역할에 출연했다.

2019년, 28세 때, 김고은은 《유열의 음악앨범》에서 1995년부터 2005년까지의 긴 시간동안 만남과 이별을 반복하는 레트로 감성 연기로 스크린에 복귀했다.

2019년 말, 28세 때, 김고은은 윤제균 감독의 뮤지컬 영화 《영웅》에 캐스팅 되었다.

2020년, 29세 때, 김고은은 SBS 드라마 《더 킹 : 영원의 군주》에 출연했다.

2020년, 29세 때, 김고은은 《더 킹 : 영원의 군주》에서 불의와 타협하지 않는 대한민국 형사 정태을/루나 1인 2역을 맡아 연기했다.

2020년, 29세 때, 김고은은 《더 킹 : 영원의 군주》로 2016년 방송된 '도깨비'를 집필한 김은숙 작가와 다시 한번 호흡을 맞췄다.

2021년, 30세 때, 김고은의 뮤지컬 영화 《영웅》이 개봉됐다.

2021년, 30세 때, 김고은은 《영웅》에서 명성황후의 죽음을 목격한 조선의 마지막 궁녀 설희 역을 연기했다.