D.O berhasil menjadi salah satu trainee di SM. Entertainment setelah dirinya mengikuti audisi dengan menampilkan lagu milik Na Yoon Kwon, Anticipation dan My Story milik Brown Eyed Soul. 30 Januari 2012 menjadi hari bersejarah bagi D.O karena dirinya diperkenalkan sebagai member ke-8 EXO.

Di dalam grupnya, D.O diibaratkan sebagai sosok seorang ibu lho. Hal itu tak lain karena D.O yang lebih banyak memasak untuk member lainnya. Meski dirinya terlihat pemalu kala bertemu orang asing, nyatanya D.O adalah pribadi yang gemar bercanda. Apalagi kalau hanya sedang bersama member EXO lainnya.

Kemampuan berbahasa Inggris D.O bisa dibilang bagus. Bahkan ia juga menyanyikan salah satu lagu EXO yang berjudul For Life dalam versi bahasa Inggris. Pada konser EXO PLANET #4-The Elyxion pun D.O membawakan For Life secara live dengan diiringi permainan piano dari Chanyeol.

Selain bersuara merdu, D.O juga punya kemampuan akting yang mumpuni. Mulai menjajal seni peran sejak tahun 2012, D.O telah berperan dalam sejumlah drama dan film terkenal. Film pertamanya adalah Cart (2014). Di mana ia berperan sebagai sosok Choi Tae Young. Dalam drama It's Okay That's Love (2014), D.O beradu akting dengan para aktor dan aktris kenamaan Korea Selatan seperti Jo In Sung, Gong Hyo Jin, Sung Dong Il dan Lee Kwang Soo.

Beberapa waktu lalu SM. Entertainment mengumumkan bahwa D.O mulai menjalankan wajib militernya pada 1 Juli 2019. Rencananya, ia akan menyelesaikan wajib militer kurang lebih setelah dua tahun.