1994년 SBS 4기 공채 탤런트로 데뷔했다. "라끄베르와 상의하세요."라는 CF 멘트로 유명하다. 그 밖에 대우 푸르지오, 삼성 지펠 , SK매직 , CJ홈쇼핑 광고는 김남주의 대표 CF이다. 특유의 세련되고 도회적인 이미지로 광고주들이 선호한다.

그러나 사실 이런 외적인 이미지와는 정반대의 과거를 갖고 있다. 우선 아버지의 부재로 넉넉치 못한 가정에서 자랐으며, 학창시절엔 학비가 없어 선생님들이 도와 주곤 했다고 한다. 한 때 단역배우였던 아버지를 따라 배우를 지망했으나 전술한 경제 사정 탓에 안정적인 직장을 갖고자 공무원으로 취직하게 된다. 경기도 송탄시청에서 일하다가, 배우의 꿈을 버릴 수 없어 3개월 만에 사표를 쓴다. 1992년 미스코리아 경기 진에 당선되어 단역모델 등으로 활동하다 1994년 SBS 공채 탤런트로 본격적인 활동을 한다.

본인의 수입으로 가족의 생계를 책임지며 언니와 오빠의 결혼을 주관하였고, 이후 어머니를 모시며 살다가 2005년에 배우 김승우와 결혼하였다. 현재 1남 1녀의 자녀를 두고 있다.

1990년대 중후반까지 꾸준히 활동을 하다 결혼 후 긴 공백기를 가진다. 2001년 그 여자네 집 성공 이후에는 소속사 문제와 가정에 충실하고픈 마음에, 한동안 CF 활동에만 매진해 왔었다. 복귀 이후에는 작품 제목(내조의 여왕)과 맞춘 '시청률의 여왕'이라는 수식어가 붙기 시작했다. 공백기에 크게 마음고생을 하며 내외적으로 많이 성장하게 된 듯하다. 아버지 없이 자란 탓인지, 성장기 아이들에게 부모의 역할이 중요하며 자녀들과 많은 시간을 보내는 것이 작품 활동보다 우선이라는 말을 남기기도 했다.

세련되고 화려한 이미지와는 대조적으로 실제 성격은 털털하고 애교가 많은 편이라고 한다. 1박 2일 시즌2에서 남편인 김승우를 위해 가끔 출연했을 때를 보면 확연하게 알 수 있다. '보고싶다 친구야.' 윤태영 편에서는 욕조 청소하다가 쌩얼로 나올 정도로 털털하고 소탈한 면을 지니고 있다. 데뷔 후 처음으로 산 집에서 아직 화장대가 없다며 사각 거울을 벽에 세워두고 메이크업하는 모습을 보여 준 적도 있다. 학부모로 학교가면, 선생님들이 못 알아볼 정도로, 수더분하게 간다고 한다. 오히려 자녀들이 좀 꾸미고 오라고 얘기한다.