유아용품의 이미지 광고에 출연한 것을 시작으로 연예계에 발을 들여놓기 시작한 고아성은 여러 기업들의 이미지 광고들에 출연해오다가 KBS 어린이 드라마 <울리불라 블루짱>을 통해 본격적으로 연기를 시작하게 되었다. 뮤지컬 <피터팬>에도 출연하면서 다재다능함을 보여줬던 고아성은 MBC 드라마 <떨리는 가슴> 에서 배종옥의 딸로 나오는 당돌하고 엉뚱한 소녀 역을 맡아 주목을 받았다. 이 드라마에서 같이 공연한 배두나의 강력한 추천으로 영화 데뷔작 <괴물>에 합류하게 된 고아성은 연기파 배우들인 송강호, 변희봉, 박해일 사이에서도 그 존재감을 잃지 않는 연기로 충무로의 뜨거운 관심을 받고 있다. 귀여운 외모로 인해 '리틀 임수정' 이라고 불리기도 한다.