Khi chỉ mới 17 tuổi, Son Yeon-jae đã xuất sắc mang về HCĐ môn thể dục dụng cụ cho Hàn Quốc tại Asiad 2010 và giành được HCV ngay trên sân nhà mình tại Asiad 2014. Không chỉ vậy, hồi năm 2014, Yeon-jae còn trở thành nữ VĐV xứ sở kim chi đầu tiên trong lịch sử giành huy chương tại giải vô địch thể dục dụng cụ thế giới diễn ra tại Izmir (Thổ Nhĩ Kỳ).