2010年参演作为韩国首部以检察官的生活为题材的电视剧《检察官公主》，出道至今一直以冷艳干练型女强人形象深入人心的金素妍变身不懂世事，天真率直，公主般可爱检察官马惠利，是对她在形象重塑和演技上的一大挑战。此剧自开播前就受到了不少媒体的关注，在中国更是受到广大剧迷的热力追捧，在国内各大网络搜索点击排名均位于前列。同年担任《医生冠军》中的女一号金妍雨，是负责运动选手身体健康的主治医生，同时受邀客串《雅典娜：战争女神》并以《Iris》中相同的身份出现，饰演失去丈夫和女儿的柔情女杀手金善华，成为了该剧的亮点，观众大赞其演技已到炉火纯青的境界。
2012年，金素妍在阔别本土大银幕15年后挑战《咖啡》中朝鲜第一位咖啡师“丹妮娅"，整部影片围绕着她讲述暗杀朝鲜国王高宗(朴熙顺饰)的作战计划。同年挑战历史剧《大风水》，饰演一个精通药草和医术，一心揭开人体的秘密，性格有些让周围的人捉摸不透，为守护自己的信念和爱情，敢于付出一切的海仁一角。
2013年在《IRIS2》中特别出演，虽然只有3到4分钟的戏份，但是完美的特工演技还是获得了一致好评。同年携手李准基出演《Two Weeks》，饰演一名嫉恶如仇，充满正义感的检察官朴在京，片中与《检察官公主》的苏贤京编剧再度携手，凭借此剧获得大田电视剧节女子优秀演技奖。
2014年主演的tvN新剧《需要浪漫3》于2014年1月13日首播，在剧中饰演33岁的电视购物Fashion MD，虽然性格温暖，但是经过9年职场生活之后变得挑剔而敏感的女主角申珠妍，搭档90后男主盛骏。
金素妍主演的电视剧
| 首播时间 | 剧名 | 扮演角色 | 导演 | 合作演员 |
|---|---|---|---|---|
| 2014 | 需要浪漫3 | 申珠妍 | 张英宇 | 盛骏 ；南宫珉；王智媛 |
| 2013 | IRIS2 | 金善华 | 表民洙 | 张赫；李多海 |
| 2013 | Two weeks | 朴在京 | 孙亨锡 | 李准基；朴河善；柳秀荣 |
| 2012 | 大风水 | 海仁 | 李容成 | 池城；池珍熙 |
| 2010 | 雅典娜:战争女神 | 金善华 | 金铉俊；刘南庆 | 车胜元；秀爱；郑宇成 |
| 2010 | 检察官公主 | 马惠理 | 陈赫 | 朴施厚 ；韩正洙；朴贞雅 |
| 2010 | 医生冠军 | 金妍雨 | 朴炯基 | 郑糠云；严泰雄；车艺莲 |
| 2009 | IRIS | 金善华 | 杨允浩；金奎泰 | 李秉宪；金泰熙；郑俊浩 |
| 2008 | 食客 | 珠熙 | 崔宗秀 | 金来沅；南相美；元基俊 |
| 2005 | 秋天的骤雨 | 李桂恩 | 尹载文 | 吴志浩；郑丽媛；李天熙 |
| 2004 | 2004人间市场 | ---- | 洪成昌；孙正贤 | 朴志胤；金相庆 |
| 2004 | 大清徽商 | 胡玉玲 | 李小龙 | 任泉；刘恺威 |
| 2003 | 就像美丽蝴蝶飞 | 金智秀 | 成志成 | 任泉；柏寒；于小伟 |
| 2002 | 三剑客 | 西莹 | ---- | 柳镇；孙志昌；郑多彬 |
| 2001 | 阳光情人梦 | 金妍雨 | ---- | 柳时元；柳善；梁美京 |
| 2001 | 妈妈姐姐 | 卢承利 | 李冠熙 | 高修；安在旭；裴斗娜 |
