金世佳出生于上海，從小練習游泳，曾經是一名游泳運動員。
2002年獲得第12屆上海市運動會100米自由泳第三名。2003年獲得全國青年游泳錦標賽100米自由泳銀牌。2005年考入上海戲劇學院表演系本科。
2008年，參演首部電視劇《加油網球王子》，飾演黑羽。同年與婁藝瀟等人合作主演電視劇《愛情公寓》，飾演單純善良、智商超高的網站程序員陸展博。
2011年，排演《填字荒》、《單身公寓2011》等多部話劇。7月，出演《愛情公寓3》。
2012年5月，根據韓寒小說改編的話劇《1988：我想和這個世界談談》在上海首演，金世佳本色出演主人公路子野。8月，參演由郭敬明小說改編的電視劇《小時代》，飾演衛海。11月，出演電視劇《火線英雄》，飾演消防兵張志剛。拍攝《愛情公寓4》。
2013年10月，與李沁等合作出演古裝偶像輕喜劇《極品新娘》，飾演癡心憨夫沈柏南。
2014年3月，拍攝電影《一個勺子》，飾演勺子。9月7日，擔綱男一號的電視劇《美人制造》在湖南衛視“青春星期天”劇場周播，創首播最高收視紀錄，他在劇中飾演大唐第一美容圣手賀蘭鈞。10月1日，第51屆臺灣電影金馬獎入圍名單揭曉，電影《一個勺子》獲得最佳劇情片在內的5項提名。11月，參演電視劇《神犬小七》，飾演男主角艾亮。
2015年4月，電影《原來你還在這里》開機，金世佳在片中飾演周子翼。8月，參演漫威電影《美國隊長3》。11月13日，周迅監制電影《陪安東尼度過漫長歲月》上映，飾演方杰。20日，電影《一個勺子》全國公映，金世佳在影片中飾演勺子。