Kimpembe a Paris Saint-Germain FC saját nevelésű játékosa. 2005-től 2014-ig a klub akadémiáján nevelkedett.
2014. október 17-én debütált a PSG felnőtt keretében, a francia élvonalban az RC Lens ellen. Thiago Motta helyére cserélték be a 76 perc után. A mérkőzést 1–3-ra nyerték meg. 2017. február 14-én mutatkozott be a Bajnokok Ligájában a Barcelona elleni 4–0-ra megnyert meccsen.
2019. február 12-én gólt szerzett a BL-ben a Manchester United ellen az Old Traffordon. A meccset a PSG nyerte 2–0-ra, majd a visszavágót 3–1-re elveszítették.
A válogatottban
2018-ban meghívót kapott a francia felnőtt válogatottba. 2018. március 27-én debütált Oroszország ellen egy barátságos mérkőzésen, amelyen a 72. percben Ousmane Dembélé helyére cserélték be. A találkozót 3–1-re megnyerték.
2018. május 17-én bekerült Franciaország 23 fős keretébe a 2018-as világbajnokságon.