Née à Cholwon en Corée du Sud, Sunhae Im étudie le chant à l'Université de Séoul avant d'intégrer la classe de Roland Hermann à la Hochschule de Karlsruhe. Elle fait ses débuts à l'Opéra de Francfort en 2001, puis, à l'Opéra de Hanovre où elle incarne Zerlina, Papagena, Blondchen, Barbarina, Adele, Yniold dans Pelléas et Mélisande et Cupido dans Orphée aux enfers.

Au Festival für alte Musik à Innsbruck, elle chante sous la direction de René Jacobs dans Don Chisciotte in Sierra Morena de Conti, Zerlina et dans Der geduldige Sokrates de Telemann. Elle reprend Zerlina et l'opéra de Telemann, à nouveau sous René Jacobs, à Berlin, Cologne, Paris, Bruxelles et Baden-Baden. A Berlin, Francfort et Vienne, elle chante les Marienvesper et Euridice dans Orfeo de Monteverdi. Toujours sous la direction de René Jacobs, elle est Papagena à Aix-en-Provence, Eurilla dans Orlando Paladino de Haydn à Innsbruck et Berlin, Despina dans Cosi fan tutte en tournée et Serpetta dans Finta giardiniera de Mozart à Vienne. Sa première Ilia dans Idomeneo avec René Jacobs est un succès immense, elle chante le rôle à Bruxelles, Paris, Berlin, Cologne et Vittoria.

Fabio Biondi l'invite à chanter Ascanio in Alba de Mozart, Idaste dans Bajazet de Vivaldi ainsi que Metella dans Silla de Händel à Rome. En avril 2008, l'artiste remporte de nouveau un grand succès avec Ilia sous la direction de Manfred Honeck à Stuttgart, avec Susanna et avec Constance dans Dialogues des Carmélites. A Paris et Epidaure, elle chante Amor dans Orpheus de Gluck sous la baguette de Thomas Hengelbrock ainsi qu'à Vienne sous la direction de René Jacobs. Elle est également Adina et Ilia sous la direction de Myung Whun Chung à l'Opéra National Coréen et Zerlina avec au pupitre Ivan Fischer à Budapest.

Dès 1999, elle chante sous la direction de chefs d'orchestre internationalement renommés tels que Herbert Blomstedt (Dresde et Leipzig), Kent Nagano (Berlin), Riccardo Chailly (Milan), William Christie (Lyon, Paris, Strasbourg, Grenade, Festival d'Aix-en-Provence, New York, Washington et Chicago), Sylvain Cambreling (Bad Ems), Lothar Zagrosek (Berlin), Sigiswald Kuijken (Weimar, Paris, Lucerne, Lausanne, Valladolid), Christopher Hogwood (Berlin), Ton Koopman (New York), Marek Janowski (Berlin) et M. Honeck (Pittsburg). Lors de ses concerts, l'artiste interprète avant tout des œuvres de Händel, Bach, Mozart et Haydn.

En mai 2001 elle est invitée par Andreas Spering pour un enregistrement de Cantates pour les Esterházy de Haydn avec le WDR Cologne (pour harmonia mundi), puis pour deux autres enregistrements en 2003 : Laodice dans Siroe de Händel et La Création de Haydn. Il enregistre pour NAXOS la Messe en si de Bach. Egalement pour harmonia mundi: Zerlina dans Don Giovanni, Ilia dans Idomeneo et Servilia dans Clemenza de Tito sous la direction de René Jacobs (ce dernier enregistrement a été récompensé par un Grammy Music Award 2007) ; Artaserse de D. Terradella pour harmonia mundi K617, cet enregistrement a reçu en 2009 L'Orphée d'Or de l'Académie Nationale du Disque Lyrique, France. Elle enregistre en 2010 aussi Apollo dans La dora Festeggiate et Nice dans Il sogno de Martin y Soler sous la baguette de J.B. Otero pour RCOC, cet enregistrement a reçu le prix « Muse d'Or ».