Lee startete international erstmals im Januar 2016 bei den Juniorenweltmeisterschaften in Sofia. Dabei gewann sie, mit Platz drei über 1000 m und jeweils Platz zwei über 500 m und im 1500-m-Superfinale, die Bronzemedaille im Mehrkampf und mit der Staffel über 3000 m die Silbermedaille. Im folgenden Jahr holte sie bei den Juniorenweltmeisterschaften in Innsbruck mit drei ersten Plätzen (500 m, 1000 m, 1500-m-Superfinale) Gold im Mehrkampf. Zu Beginn der Saison 2017/18 startete sie in Dordrecht erstmals im Weltcup und belegte dabei den dritten Platz über 1000 m. Beim folgenden Weltcup in Shanghai siegte sie mit der Staffel und errang über 1000 m den vierten Platz. Sie erreichte damit den sechsten Gesamtrang im Weltcup über 1000 m. Im Februar 2018 gewann sie bei den Olympischen Winterspielen in Pyeongchang die Goldmedaille mit der Staffel über 3000 m. Im folgenden Monat holte sie bei den Weltmeisterschaften in Montreal ebenfalls die Goldmedaille mit der Staffel. In der Saison 2019/20, die sie auf dem zehnten Platz im Weltcup über 1000 m beendete, holte sie in Dordrecht über 1000 m ihren ersten Einzelsieg im Weltcup. Zudem wurde sie dort Dritte mit der Staffel.
Anmerkung: Bei diesem Artikel wird der Familienname vor den Vornamen der Person gesetzt. Dies ist die übliche Reihenfolge im Koreanischen. Lee ist hier somit der Familienname, Yu-bin ist der Vorname.