1991년 영화 《낙타는 따로 울지 않는다》에서 단역을 맡았으며, 1996년 영화 《동방견문록》의 주연을 맡았다. 1997년 7월 대한민국 최초의 인터넷 방송국 M2Station의 비디오 자키로 활동했으며, 이후 2000년 캐스트넷 공개 오디션에 선발됐다.

 

이후 드라마와 영화 등에서 조연과 단역을 맡았다. 2004년을 기점으로 2007년 초까지 KBS 드라마 불멸의 이순신, 금쪽같은 내 새끼와 영화 말죽거리 잔혹사, 소년, 천국에 가다, S 다이어리 등 총 20여편에 출연했다. 연극 '백설공주를 사랑한 난장이'에서는 70:2의 경쟁률을 뚫고 백설공주 역을 맡아 연기했다.

 

2007년 12월 7일에 숨을 거두었다. 2007년 2월 유방암 3기 판정을 받아, 출연 중이던 MBC 드라마 하얀거탑에서 도중 하차했다. 약 10개월간 투병 생활을 하다 같은 해 12월 7일 경기도 일산 암센터에서 향년 30세의 나이로 세상을 떠났다. 김영임의 사망 소식은 동창들과 지인들에게만 알려져 외부로 알려지지 않았다고 한다.

 

김영임의 사망 소식은 숨을 거두고 한 달 정도 뒤에 알려졌다. 김영임은 그동안 싸이월드 미니홈피에 환자복을 입고 손으로 V자를 그리는 해맑은 사진 등을 올려 씩씩한 모습을 보여주려 했다. ‘나는 아프다. 아니다 지금은 하나님이 나를 단련시키는 시간’이라는 글과 사진들도 올렸다.

 

 

병마와 싸워 이겨내고자 다짐하는 글도 남겼다.

 

"암 3기랍니다. 한 달사이에 말이죠. 오직 기도만이 살 수 있는 길이랍니다. 잘 투병해서 어서 암세포가 팍팍 죽도록 기도해주세요." (2007년 2월 17일)

 

"몸이 안좋아 졌어요. 기도 부탁해요. 주님이 어서 이 암에서 자유롭게 해주시도록…." (2007년 9월 26일)

 

마지막 글을 통해 "너무나 감사해서 아플 땐 정신없어서 몰랐는데 무심코 생각해보니 감사할게 너무 많다"며 "어머니의 사랑부터 모르는 사람들의 손길까지, 해놓은 것은 아무것도 없는데 언제쯤이어야 나도 이렇게 사랑을 나눠줄까"라고 썼다.

 

김영임의 어머니는 딸의 미니홈피에 "12월 7일 오후 8시 58분 천국 하나님의 품으로 갔다"는 말로 김영임이 세상을 떠났음을 알렸다. “입이 굳어 말을 못한다. 펜을 주며 글을 쓰라 하자 어두움의 그림자가 공포를 주는데 기도가 안 되니 같이 기도해달라고 한다”며 사랑하는 딸의 마지막 순간을 지켜봤다. 이어 “산소마스크를 두 번 물리치고 숨을 세 번 ‘흠 흠 흠’하고는 세진이가 바치고 있는데도 뒤로 몸이 넘어간다. 영임아, 영임아 부르며 흔들어도, 입을 벌여보아도 벌써 영임이의 입은 손가락으로 벌여 보려도 굳어서 안 된다. 그렇게 사랑하는 영임이는 30세의 인생의 여정을 마치고 하나님아버지 품으로...”라고 남겼다. "세상에서 제일 사랑하는 딸을 주님 곁으로 보냈다"며 "내가 제일 사랑하듯이 주님도 영임이를 제일 사랑하시는가 보다"라고 하며 딸을 떠나 보낸 심정을 드러냈다.

 

사망 후 하늘문 납골당에 안치되었다.