2002年，出演首部电影《车站》，正式进入演艺圈。2003年，与崔岷植、刘智泰合作出演电影《老男孩》，片中尹珍熙扮演少女李秀芽。 2004年，凭借《老男孩》获得第40届百想艺术大赏电影部门女新人奖；同年与纪柱峰、朴海日合作出演任昌在执导的电影《我的自白书》。 2005年，出演电影《我爱你，马顺》，饰演美丽善良的护士助理恩淑；同年与黄政民、严正花、林昌正合作出演电影《我一生最美丽的一周》，饰演和一位失意歌手发展出恋爱关系的准修女。 2007年，出演电影《我可以哭吗》，这是尹珍熙第一部担当主角的作品；同年与金惠秀、李民基合作出演电影《外遇的好日子》，片中尹珍熙饰演一位外表清纯的爱情能手。