ลิม ฮโยจุน เริ่มต้นการแข่งขันในฐานะนักว่ายน้ำ แต่ต่อมาเปลี่ยนมาเล่นสปีดสเก็ตระยะสั้นหลังจากได้รับบาดเจ็บที่แก้วหู[ ^{1 ] ใน}ช่วงเริ่มต้นอาชีพของเขาขณะเรียนอยู่ชั้นมัธยมต้น เขาเข้ารับการผ่าตัดถึงเจ็ดครั้งหลังจากได้รับบาดเจ็บหลายครั้งระหว่างการแข่งขัน ทำให้ต้องหยุดพักหลายครั้ง รวมถึงช่วงที่ลิมไม่ได้แข่งขันเป็นเวลาหนึ่งปีหลังจากได้รับบาดเจ็บที่ขา^{[ 1 ]}ในช่วงเริ่มต้นอาชีพ ลิมเป็นตัวแทนของเกาหลีใต้ในการแข่งขันระดับนานาชาติครั้งแรกของเขาในกีฬาโอลิมปิกเยาวชนฤดูหนาวปี 2012ที่เมืองอินส์บรุค ที่ นั่น เขาได้รับเหรียญทองในการแข่งขันวิ่ง1,000 เมตรชายครั้งแรกของ เขา ^{[ 2 ]}และเหรียญเงินรองจากยุน ซูมิน เพื่อนร่วมชาติชาวเกาหลีใต้ ในการแข่งขันวิ่ง 500 เมตรชาย^{[ 3 ]}ในการแข่งขันวิ่งผลัดทีมผสมที่ไม่เหมือนใคร ซึ่งนักกีฬาจากประเทศและเพศต่างๆ แข่งขันร่วมกัน "ทีม H" ของลิมเข้าถึงรอบชิงชนะเลิศเหรียญทอง แต่สุดท้ายไม่ได้รางวัลหลังจากถูกลงโทษเนื่องจากทำไม้ผลัดตกในระหว่างการแข่งขัน^{[ 4 ]}

หลังจากห่างหายจากการแข่งขันระดับนานาชาติไปสี่ปี ลิมกลับมาเข้าร่วมการแข่งขัน Winter Universiade ปี 2017ที่เมืองอัลมาตีอีกครั้ง โดยเป็นตัวแทนของเกาหลีใต้ เขาลงแข่งขันในรายการวิ่ง 500 เมตรชายซึ่งเขาเข้าถึงรอบชิงชนะเลิศได้หลังจากจบอันดับที่หนึ่งและสองในรอบคัดเลือกและรอบก่อนรองชนะเลิศตามลำดับ^{[ 5 ] [ 6 ]}และการตัดสิทธิ์ของนูร์เบอร์เกน ซูมากาซิเยฟ จากคาซัคสถาน เนื่องจากขัดขวางลิมในรอบรองชนะเลิศ^{[ 7 ]}อย่างไรก็ตาม ในรอบชิงชนะเลิศ ลิมไม่สามารถคว้าเหรียญรางวัลได้ โดยได้อันดับที่สี่รองจากคิม โด-คยุม จากเกาหลีใต้ และอับซัล อัซห์กาลิเยฟและเดนิส นิคิชา จากคาซัคสถาน ^{[ 8 ]}ในรายการวิ่งผลัด 5000 เมตรชาย ทีมเกาหลีใต้ซึ่งเดิมทีไม่ได้รวมลิมไว้ด้วยเนื่องจากเขามีภารกิจในการแข่งขันวิ่ง 500 เมตรในวันเดียวกับรอบรองชนะเลิศ ประสบความสำเร็จในการผ่านเข้ารอบชิงชนะเลิศ^{[ 9 ]}ลิมได้รับเลือกให้มาแทนลี มุนฮยอนในการแข่งขันรอบสุดท้ายในวันถัดไป แม้ว่าสุดท้ายแล้วพวกเขาจะไม่ประสบความสำเร็จ เนื่องจากเสียคะแนนโทษในการแข่งขันที่หากไม่เป็นเช่นนั้น พวกเขาน่าจะได้อันดับที่สาม^{[ 10 ]}

ก่อนการเปิดตัวในโอลิมปิกฤดูหนาว 2018ลิมชนะการแข่งขัน 1,000 เมตรและ 1,500 เมตรในการแข่งขัน สปีดส เก็ตระยะสั้นชิงแชมป์โลก ISU 2017–18 ที่บูดาเปสต์ใน เดือนกันยายน 2017 โดยเขาทำผลงานได้ดีกว่า ฮวาง แด-ฮอนนักสเก็ตชาวเกาหลีใต้ด้วยกันทั้งสองครั้ง^{[ 11 ] [ 12 ]}ในการแข่งขันเดียวกัน ลิมยังได้อันดับสองในการแข่งขัน 500 เมตร โดยอยู่เหนือฮวางและตามหลังซานดอร์ หลิว เส้าหลิน จากฮังการี^{[ 13 ]}ลิมยังคงแข่งขันต่อใน รอบชิงแชมป์โลกที่ โซลในเดือนพฤศจิกายน ซึ่งเขาประสบความสำเร็จค่อนข้างน้อย โดยเข้าถึงรอบชิงชนะเลิศในการแข่งขัน 500 เมตรเท่านั้น^{[ 14 ]}และถูกตัดสิทธิ์ในการแข่งขัน 1,000 เมตรหลังจากการชนกับอเล็กซานเดอร์ ชุลกินอฟ จากรัสเซียในรอบก่อนรองชนะเลิศ^{[ 15 ]}ลิมเข้าถึงรอบชิงชนะเลิศเหรียญทองในการแข่งขัน 1,500 เมตร แต่ก็ถูกตัดสิทธิ์เช่นกัน^{[ 16 ]}เขาประสบความสำเร็จเพียงลำพังในช่วงการแข่งขันที่กรุงโซล โดยเข้าร่วมทีมวิ่งผลัด 5,000 เมตรของเกาหลีใต้ ร่วมกับซอ ยี-รา , กวัก ยุน-กีและ คิม โด-คยอม โดยได้อันดับสองในรอบคัดเลือกและรอบรองชนะเลิศ ก่อนจะคว้าชัยชนะในรอบชิงชนะเลิศ^{[ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]}

ในการแข่งขันกีฬาโอลิมปิกฤดูหนาวปี 2018 ลิม ฮโยจุน ลงแข่งขันใน รายการวิ่ง 1,500 เมตรชายและมีกำหนดจะลงแข่งขันในฐานะส่วนหนึ่งของทีมเกาหลีในรายการวิ่งผลัด 5,000 เมตรชายในรอบคัดเลือกของรายการวิ่ง 1,500 เมตรบุคคล ลิมเข้าเส้นชัยเป็นอันดับหนึ่ง ในขณะที่คาซึกิ โยชินางะ จากญี่ปุ่นถูกตัดสิทธิ์เนื่องจากสะดุดล้ม ส่วนเส้าอัง หลิว จากฮังการี ซึ่งเข้าเส้นชัยเป็นอันดับสี่ ได้ผ่านเข้ารอบรองชนะเลิศพร้อมกับลิม^{[ 20 ]}ในรอบรองชนะเลิศ ลิมเข้าเส้นชัยเป็นอันดับหนึ่งอีกครั้ง ร่วมกับฮวาง แดฮอน เพื่อนร่วมชาติชาวเกาหลี ซึ่งเข้าเส้นชัยเป็นอันดับสองรองจากเขา^{[ 21 ]} ในรอบชิงเหรียญทอง ชาร์ลส์ ฮาเม ลิน จากแคนาดาชนกับฮวางเมื่อเหลืออีกสามรอบ ทำให้ลิมเป็นชาวเกาหลีคนสุดท้ายที่เหลืออยู่ในสนาม^{[ 22 ] [ 23 ]} อย่างไรก็ตาม เขาเข้าเส้นชัยก่อน Sjinkie Knegtจากเนเธอร์แลนด์ผู้ครองสถิติโลก เพียง 7 ใน 100 วินาที คว้าเหรียญทองในรายการนี้^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]}นับเป็นครั้งที่ 3 ในประวัติศาสตร์ของรายการนี้ที่ชาวเกาหลีใต้ได้อันดับหนึ่ง Lim ยังทำลายสถิติโอลิมปิกของรายการนี้ด้วย โดยทำเวลาได้ 2:10.485 ในรอบชิงชนะเลิศ เอาชนะสถิติของLee Jung-su ที่ ^ทำ ไว้ 2:10.949 ใน โอลิมปิกฤดูหนาวปี 2010ที่แวนคูเวอร์ [ ^{27 ]}

ในปี 2020 ลิมถูกตัดสินว่ามีความผิดฐานล่วงละเมิดทางเพศหลังจากดึงกางเกงของนักกีฬาชายคนอื่นลงต่อหน้าเพื่อนร่วมทีมหญิงในปี 2019 หลังจากการตัดสิน ลิมถูกห้ามไม่ให้แข่งขันให้กับทีมชาติเกาหลีใต้ คำตัดสินถูกยกเลิกเมื่อศาลอุทธรณ์ตัดสินว่าเขาไม่มีความผิด ซึ่งศาลฎีกาเกาหลียืนยันในเดือนมิถุนายน 2021 พบว่าเหยื่อชายที่ถูกกล่าวหามีพฤติกรรมก้าวร้าวต่อผู้หญิงที่อยู่ในเหตุการณ์ และการที่ลิมดึงกางเกงของเขานั้นเกิดขึ้นในสถานการณ์ที่ทุกคนกำลังเล่นสนุกกันอยู่^{[ 28 ] [ 29 ]}