Родился в Сеуле в 1984 году. Обучаться музыке стал в возрасте семи лет в Корее, в 10 лет переехал в Россию, чтобы поступить в Московскую центральную музыкальную школу. Окончил ее в 1998 году и продолжил обучение в Московской государственной консерватории им. П.И. Чайковского (класс Л.Наумова). Также проходил обучение в Ганновере у А.Варди (Высшая школа музыки) и в Джульярдской школе у Э.Акса. Сейчас живет в Берлине.
Лим Донг-Хёк завоевал признание публики, критиков и музыкантами по всему миру и считается одним из лучших пианистов своего поколения. Одержал ряд побед на престижных конкурсах, среди которых Международный конкурс пианистов им.Ф.Бузони, Международный конкурс пианистов в Хамамацу, конкурс имени Лонг и Тибо, а также три крупнейших конкурса в мире – конкурс королевы Елизаветы, Международный конкурс пианистов им. Ф.Шопена и Международный конкурс им.П.И.Чайковского.

В 2001 году он стал самым молодым пианистом, когда-либо подписавшим контракт с лейблом EMI Classics. Обладатель французской премии "Diapason d'Or" за свой дебютный альбом (серия «Марта Аргерих представляет»). Следующая запись на EMI была удостоена премии "Choc Le Monde de la Musique". Третий альбом – «Гольдберг-вариации» И.С. Баха. Его четвертый альбом – «Шопен. 24 прелюдии» (на лейбле "Warner") получил признание изданий Gramophone и BBC Magazine. В нынешнем году пианист выпустил свой пятый альбом, записанный с Симфоническим оркестром BBC и Мартой Аргерих.

Выступал с такими крупнейшими мировыми оркестрами, как Симфонический оркестр NHK, Филармонический оркестр Радио Франции, Заслуженный коллектив России академический оркестр Санкт-Петербургской филармонии, Новый Японский филармонический оркестр, и под управлением лучших дирижеров – Ш.Дютуа, М.-В.Чунга, Ю.Темирканова. В предстоящем сезоне запланированы концерты с Ш.Дютуа (в театре Колон в Буэнос-Айресе) и совместное выступление с Мартой Аргерих на ее фестивале в Гамбурге.