Năm 2005, Jonghyun được nhân viên SM phát hiện tại một buổi biểu diễn ngoài trời cùng ban nhạc. Anh nhanh chóng đầu quân vào công ty giải trí quyền lực SM và trở thành thực tập sinh trong 3 năm. Đến năm 2008, Jonghyun được ra mắt với tư cách là thành viên SHINee. Đây cũng chính là lúc anh bắt đầu hoạt động ở làng giải trí Hàn.
Trong SHINee, Jonghyun đóng vai trò là giọng hát chính. Dù không phải là thủ lĩnh nhưng Jonghyun lại là thành viên cực kì quan trọng trong đội hình của SHINee. Anh đảm nhận khâu viết lời, sáng tác và sản xuất âm nhạc cho nhóm. Ngoài vô vàn bài hát phụ trong album, một số hit trở lại của SHINee như "Juliette" và "View" chính là tác phẩm do một tay Jonghyun "nhào nặn". Cùng với G-Dragon, Zico và Jinyoung (B1A4), Jonghyun được bình chọn là thần tượng kiêm nhà sản xuất tài năng nhất của làng nhạc Kpop. Không chỉ việc viết nhạc cho nhóm và bản thân mình, anh còn sáng tác bài hát cho các nghệ sỹ nổi tiếng khác như EXO, Lee Hi, IU và Son Dam Bi.
"Juliette" MV – SHINee
"View" MV – SHINee
"Breathe" MV – Lee Hi
Cuối năm 2010, Jonghyun cùng Jay (TRAX), Kyuhyun (Super Junior) và Jino trở thành thành viên của SM the Ballad - idolgroup dự án chuyên trị dòng nhạc Ballad hoặc R&B Ballad của SM. Sau sản phẩm âm nhạc đầu tiên – "Miss You" thì đến tận 4 năm sau SM the Ballad mới trở lại với đội hình hoàn toàn thay đổi gồm có Changmin (DBSK), Yesung (Super Junior), Zhang Liyin, Taeyeon (SNSD), Zhoumi (Super Junior M), Krystal (f(x)), Chen (EXO) và Jonghyun là thành viên nguyên bản từ thế hệ đầu.
Ở album thứ 2 của SM the Ballad, Jonghyun hát đôi cùng Taeyeon trong "Breath" và Chen trong "A Day Without You".
"Breath" MV – Jonghyun & Taeyeon
"A Day Without You" – Jonghyun & Chen
Giống như Taemin, Jonghyun là thành viên SHINee có sự nghiệp riêng khá vững chắc. Anh chính thức ra mắt solo với mini album đầu tay mang tên "Base". Ở lần phát hành sản phẩm này, anh kết hợp cùng một số nghệ sỹ khác ngoài công ty như Zion.T, Iron và Younha. Với album riêng, Jonghyun đã có cơ hội được đưa âm nhạc của mình đến với công chúng, tất cả các bài hát đều do anh sáng tác, viết lời hoặc kết hợp sản xuất cùng những nhà tạo hit khác.
Sau khi ra mắt, "Base" nhanh chóng đánh chiếm vị trí đầu tiên của BXH Gaon Weekly Album Chart và Billboard World Albums. MV ca khúc chủ đạo "Crazy (Guilty Pleasure)" cũng trở thành MV được xem nhiều nhất tại Mỹ và trên toàn thế giới vào tháng 1/2015.
"Crazy (Guilty Pleasure)" MV – Jonghyun ft. Iron
Tại showcase ra mắt "Base", anh chia sẻ về "đứa con tinh thần" đầu tiên của mình rằng: "Với album này, tôi chú trọng vào việc giới thiệu đến mọi người phong cách âm nhạc của mình, và những gì mà tôi muốn theo đuổi trong sự nghiệp âm nhạc. Tôi muốn làm một album chỉ toàn những bài mình thích, và làm việc với những nghệ sỹ luôn đem đến cho mình nguồn cảm hứng. Khi chọn ca sỹ mình muốn kết hợp trong album này, tôi đã chọn những nghệ sỹ có thể thể hiện bài hát một cách hoàn hảo nhất."
Cũng trong năm 2015, Jonghyun thông báo về chuỗi solo đầu tiên trong sự nghiệp của anh – "The Story by Jonghyun" với 12 đêm diễn hoàn toàn cháy vé. Đến tháng 9, anh phát hành album tổng hợp "Story Op.1" gồm các bài hát ghi âm trong chương trình radio "Blue Night" do mình làm chủ xị. Trong concert của mình, Jonghyun đã trình diễn các bài hát trong album, đồng thời có sân khấu kết hợp cùng các nghệ sỹ khác như Zion.T, Onew và Taemin, IU, Kim Kim, Coffee Boy, v.v…
Cuối tháng 5/2016, Jonghyun phát hành album phòng thu đầu tiên mang tên "She Is". Theo thành viên SHINee, "She Is" là album mà người hâm mộ có thể cảm nhận được niềm đam mê mãnh liệt khi anh làm việc với tư cách là ca sỹ - nhạc sỹ. Tương tự như "Base", sản phẩm âm nhạc này đa số là những ca khúc đa dạng về thể loại: Electro Punk, EDM, R&B, v.v… do Jonghyun tự tay sáng tác và viết lời, bao gồm cả ca khúc chủ đạo cùng tên. Với "She Is", anh tiếp tục chứng minh được tài năng âm nhạc qua từng giai điệu và tiết tấu mà mình viết nên.
"She Is" MV – Jonghyun
Tháng 4/2017, Jonghyun ra mắt album "Story Op.2" cùng ca khúc chủ đạo "Lonely" có sự góp giọng của Taeyeon. Sau đó, anh tiếp tục tổ chức chuỗi solo concert mang tên "The Agit (The Letter)" gồm 12 đêm diễn. Tuy nhiên, vì yêu cầu của người hâm mộ, Jonghyun đã biểu diễn thêm 8 đêm nhằm phục vụ âm nhạc cho khán giả. "Story Op.2" cũng là sản phẩm âm nhạc cuối cùng của nam ca sỹ trước khi qua đời vào ngày 18/12.
"Lonely" MV – Jonghyun ft. Taeyeon
Vào 2 ngày 9, 10/12 vừa qua, 2 đêm concert "Inspired" của Jonghyun đã được diễn ra thành công với sự tham gia của hàng nghìn người hâm mộ. Thậm chí 3 ngày trước khi tự tử, anh cũng đã hoàn thành việc chụp ảnh và quay MV mới. Chẳng ai ngờ rằng chỉ vài ngày sau đó, nam ca sỹ đã tự kết liễu kết thúc cuộc đời mình.
Từ lúc bắt đầu sự nghiệp cho đến ngày Jonghyun gây chấn động làng giải trí vì tự tử, anh luôn được xem là người nghệ sỹ tài năng của SM nói riêng và cả Kpop nói chung. Dù Jonghyun đã trở về nơi bình yên nhất, nhưng âm nhạc của anh vẫn sẽ luôn sống mãi trong tim gia đình, bạn bè, đồng nghiệp và người hâm mộ.