Kim Lý là con trai duy nhất trong một gia đình có nền tảng tri thức. Ba anh công tác trong ngành giáo dục và kinh doanh tại Mỹ, còn mẹ từng làm việc cho Tổ chức Liên hiệp quốc ở Thuỵ Điển. Do gia đình sang Thuỵ Điển định cư từ năm 1981, hai năm sau mới sinh ra nên Kim Lý không thạo tiếng Việt mà nói được 4 ngôn ngữ: Thuỵ Điển, Anh, Pháp, Tây Ban Nha.
Sống ở Bắc Âu, Kim Lý sớm rèn luyện tính tự lập, không dựa vào gia đình. Cha mẹ không áp đặt anh trong việc quyết định tương lai mà luôn khuyến khích anh theo đuổi đam mê, đặc biệt không thúc giục anh chuyện kết hôn, họ ủng hộ con trai chăm lo cho sự nghiệp. Kim Lý đi làm kiếm tiền từ năm 14 tuổi và bén duyên với môn nghệ thuật thứ 7 qua vai diễn đầu tay trong phim The Boy who smells like fish, sau đó anh góp mặt trong phim Antiviral và được chú ý nhờ hiệu ứng của phim.
Về nước năm 2014, Kim Lý lập tức có một sự khởi đầu thuận lợi khi tham gia phim Hương Ga do Trương Ngọc Ánh sản xuất. Vai diễn Tùng Hero không chỉ đưa tên tuổi Kim Lý vụt sáng như một ngôi sao mới mà còn mở ra nhiều cơ hội để anh tiến thân vào làng giải trí Việt. Để thể hiện vai nhân tình giang hồ hấp dẫn nhất Hải Phòng của Trương Ngọc Ánh, ngoài việc chịu khó khoe hình thể trong phim, Kim Lý còn đầu tư học thêm tiếng Việt. Tuy diễn xuất còn nhiều hạn chế, lợi thế về ngoại hình và gương mặt điển trai giúp Kim Lý được chú ý. Nhiều khán giả khi đó kỳ vọng Kim Lý trở thành một ngôi sao điện ảnh triển vọng giữa lúc màn ảnh Việt thiếu các gương mặt nam cá tính.
Hai năm sau, Kim Lý tiếp tục đóng vai chính trong phim Vệ sĩ Sài Gòn. Trong phim, anh có những pha thể hiện võ thuật đẹp mắt, đồng thời diễn xuất ăn ý với hai đồng nghiệp Thái Hoà, Chi Pu. Song Vệ sĩ Sài Gòn cũng là bộ phim cuối cùng khán giả thấy Kim Lý xuất hiện với tư cách diễn viên. Những năm gần đây nam diễn viên chuyển sang đóng quảng cáo cho các nhãn hàng thời trang dành cho nam giới.
Có thời điểm, Kim Lý bị nhận xét "dậm chân tại chỗ" trong sự nghiệp vì anh không tham gia bất cứ dự án nào khác. Hồ Ngọc Hà - bạn gái của Kim Lý - phải lên tiếng bênh vực anh, cho rằng việc nhận một vai diễn mới phụ thuộc nhiều yếu tố khác nhau, trong đó có phù hợp định hướng của người nghệ sĩ hay không. Riêng Kim Lý tiết lộ anh có hứng thú trong vai trò đầu tư và sản xuất phim nhiều hơn.
Bên cạnh nghệ thuật, Kim Lý gây chú ý bởi chuyện tình cảm với hai mỹ nhân hàng đầu showbiz. Đầu tiên là diễn viên Trương Ngọc Ánh - bạn diễn của anh trong phim Hương Ga. Họ công bố mối quan hệ đầu năm 2015, từng dẫn nhau gặp bố mẹ, thậm chí nghĩ đến chuyện kết hôn. Nhưng cuối cùng, cả hai chia tay nhau vào cuối năm 2016 vì không còn tình yêu.
Sáu tháng sau, Kim Lý tham gia MV Cả một trời thương nhớ của Hồ Ngọc Hà. Chưa làm việc chung trước đó, cả hai cố gắng thể hiện nhiều cảnh quay tình tứ, trong đó khó nhất là khi hai nhân vật chính hôn nhau dưới trời mưa tầm tã. Chính những va chạm ấy khiến hai con tim dần thổn thức, họ tìm hiểu nhau và hình thành mối quan hệ tình cảm. Hồ Ngọc Hà từng bày tỏ, Cả một trời thương nhớ không chỉ là bản hit mà còn là cơ duyên giúp cô và người yêu đến với nhau.
Yêu "nữ hoàng giải trí", cái tên Kim Lý được nhắc đến nhiều hơn. Nhiều người thấy mừng cho Hà Hồ vì cuối cùng cũng tìm được người bạn trai xứng đôi, ga lăng và biết quan tâm đến cô. Đây cũng là mối tình được Hà Hồ thoải mái chia sẻ nhất khi họ thường sánh đôi dự các sự kiện, hoặc đăng tải những dòng yêu thương lên mạng xã hội. Cặp đôi tiếp tục hợp tác trong một số sản phẩm âm nhạc sau đó của Hồ Ngọc Hà: Em muốn anh đưa em về, Hạnh phúc là đây.
Kim Lý từng tâm sự anh muốn tiến đến một tương lai lâu dài và sớm có con với bạn gái. Chưa kể, anh có mối quan hệ tốt đẹp với gia đình Hồ Ngọc Hà và cả Subeo - con trai riêng của cô. Ngược lại, Hồ Ngọc Hà cũng đã sang Thuỵ Điển ra mắt gia đình người yêu. Đầu năm 2020, tình cảm của cặp đôi thật sự phát triển thêm một bước mới khi Hồ Ngọc Hà mang thai đôi. Từ khi bạn gái có tin vui, Kim Lý hết mực cưng chiều, đưa cô đi nghỉ dưỡng nhiều nơi từ TP HCM đến Nha Trang, Hà Nội. Anh cố gắng chăm chút những điều nhỏ nhặt nhất để bạn gái hạnh phúc.
Dịp kỷ niệm ba năm bên nhau hôm 26/6, ông bố trẻ đặt hoa và viết thư tay tình cảm gửi đến Hồ Ngọc Hà. Không nói những lời hoa mỹ, Kim Lý chỉ mong có thể cùng bạn gái xây dựng một tổ ấm nhỏ hạnh phúc. "Nắm tay em trên quãng đường còn lại là tất cả cuộc sống của anh. Anh và em sẽ ở bên nhau mãi mãi, em nhé".
Hoàng Nam