2012年1月，金雪炫在FTISLAND发行的歌曲《Severely》MV中，饰演女主角；7月16日，FNC Entertainment在官方网站公开金雪炫的出道预告照 ；同月，金雪炫通过AOA组合携带单曲《Elvis》出道，并发行出道专辑《Angels’ Story》 ；9月，出演KBS电视剧《我的女儿素英》，饰演徐云秀一角 ；10月10日，随组合发行第二张单曲《WANNA BE》；还随组合AOA公开第二张专辑的主打曲《Get Out》 。2013年5月，主演SBS电视剧《丑八怪警报》，饰演孔娜丽一角 ；10月14日，随组合发行单曲《RED MOTION》；10月，随组合AOA公开主打歌《Confused》，并宣布回归。同年11月，出演TVN的真人秀电视节目《청담동 111》，饰演其本人。2014年1月，随组合AOA公开第五张单曲《短裙（Mini Skirt）》，但金雪炫由于意外负伤，缺席该单曲的回归活动 ；2月，AOA凭借单曲《短裙》在《SBS人气歌谣》中获得出道后首个一位 ；6月，随组合发行迷你专辑《短发（Short Hair）》 ；同年，金雪炫出演剧情类电影《江南1970》，饰演金善惠一角 ，并凭借该片获得第36届韩国青龙电影奖人气奖 。同年11月11日，随组合发行了第二张迷你专辑《Like a Cat》，歌曲MV中成员们身穿黑色紧身皮衣变身猫女郎造型。 2015年，主演KBS电视剧《橘子果酱》，饰演在人类社会中隐藏吸血鬼身份生活而渐渐改变了内在的白玛丽一角 ；5月，参演N.flying组合的MV《缺氧》 ；同年6月22日，随组合发行第三张迷你专辑《Heart Attack》，该专辑在中韩日三国发行 。同年11月，李敏镐和金雪炫被委任为“2016-2018韩国访问年”宣传大使，并与朴瑾惠总统等人共同出席景福宫举行的宣布式；12月，首次出演真人秀节目《勇敢的家族》，并荣获《2015KBS演艺大赏》Show娱乐部门新人奖。 2016年1月，金雪炫通过担多个品牌的广告代言人，获得韩国“首尔影像广告节TV CF AWARD”年度广告代言人奖 。同年，出演元信延执导的剧情类电影《杀人者的记忆法》。