고등학생 시절 배우의 꿈을 가지게 된 김남길은 서울예술대학 연극과에 합격했으나 집안 사정으로 수업보다 아르바이트에 주력하다가 제적당했다.

이후 명지전문대학 연극영상학과에 붙었지만, 학교에서 깨달음을 얻기보다 몸으로 부딪쳐 봐야겠다는 생각에 자퇴했다. 이후 연극계에 뛰어들었다.

극단에 들어가 무대를 정리하고 공연장을 관리하는 아르바이트로 시작해 단역부터 하나씩 맡으면서 연기를 배워나갔다. 하지만 당시 집안의 사정이 좋지 않았고, 장남이었던 김남길은 진로에 대한 고민이 많았다고 한다.

연기하면서 행복했지만 금전적인 문제로 아르바이트까지 병행했다. 그러던 중 극단 선배의 권유로 방송국 공채 탤런트 시험을 봤는데 2003년 MBC 공채 탤런트 31기에 수석으로 합격했다.

수석으로, 주목받는 신예였지만 곧바로 인지도를 얻을 수는 없었다. 2005년 드라마 '굳세어라 금순아' '내 이름은 김삼순' 등의 작품에서 작은 조역 역부터 시작했다.

그러다 2009년 인기 드라마 MBC '선덕여왕'을 만나 단번에 대세 배우가 된다.

이후 주연배우로 활약하며 브라운관과 스크린을 오가는 활발한 연기 활동을 이어가고 있다.

꾸준한 연기 활동과 더불어 2012년에 설립한 문화예술 NGO '길스토리'의 대표로서, 사회 여러 분야의 전문가들과 함께 프로 보노로 다양한 문화예술 캠페인을 통해 사회 공헌활동도 하고 있다.

가장 최근에는 사회에 첫 발을 내딛는 자립준비청년을 응원하기 위해 기획하고 제작한 영화 '문을 여는 법' 개봉을 앞두고 있다.