2010年,金裕贞在MBC电视台史剧《同伊》中出演女主角韩孝珠的童年时代,随后金裕贞在七月首播的KBS电视剧《九尾狐之狐狸姐姐传》中饰演了韩恩贞的女儿妍伊,以主演身份登场。而后,金裕贞在MBC电视剧《欲望的火花》中分饰两角。在年末分别获得了MBC演技大赏和KBS演技大赏的青少年演技奖。
2012年,金裕贞接演电视剧《拥抱太阳的月亮》,饰演女主角许烟雨的少年时代,金裕贞凭借此剧获得了MBC演技大赏最佳童星奖并且提名百想艺术大赏的最佳新人女演员和人气女演员。下半年,金裕贞接连出演了电视剧《May Queen》和电影《同窗生》。