이화여자대학교 음악대학 성악과를 수석으로 입학한 메조소프라노다. 신입생 우수장학생, 국제 로터리클럽 장학생, International Delta Omicron 국제 장학생으로 이화여자대학교 음악대학과 대학원을 졸업하였고 미국 University of Georgia 음악대학원 석사와 모스크바 그네신국립음대 박사과정을 졸업한 후 미국 인디아나음대 성악과 교환교수로 초빙되어 성악실기 및 영어딕션과 성악문헌을 연구하였다.

귀국 독창회 및 10여 회의 독창회를 가졌다. Opera 'The old maid and the thief' 주인공 노처녀역으로 데뷔해 'Hansel und Gretel' 헨젤역, 'Rigoletto', 'Die Zauberfl te', 'La Traviata', '메밀꽃 필 무렵', 'Lucia di Lammermoor', 'Le Nozze di Figaro', 'Mese Mariano' 등에 출연했다. MBC 대학가요제(가창상), 데뷔음악회, 신인음악회와 체코 아냐첵, 오파바 심포니, 아가페 심포니 오케스트라 등과 협연했고, 개인음반 '김혜실 한국가곡과 성가곡' 등이 있다. 현재 영미가곡 연구회, 한국 가곡 연구회, 프리마돈나 앙상블 단원이며 강원대학교, 경북대학교, 강남대학교, 그리스도대학교, 선화예고에서 전공실기 및 성악문헌과 영어딕션을 가르치고 있다.