金正恩於2010年9月27日及9月28日分別就任朝鮮勞動黨中央委員會委員和勞動黨中央軍事委員會副委員長,在中央軍事委員會的權位僅次於父親金正日,當時的黨內排名也僅次於包括總書記金正日在內的五位中央政治局常委,被認為是承繼政權的第一步。其父金正日逝世後,在完全接任金正日空缺下來的職位之前,朝鮮官方已開始稱金正恩為黨政軍的最高領導人,象徵其第三代領導人的地位確立。金正恩於2012年4月11日和4月13日分別出任勞動黨第一書記和國防委員會第一委員長,並將勞動黨總書記和國防委員會委員長職務永久保留給金正日。2016年5月的朝鮮勞動黨第七次代表大會上獲推舉為黨委員長,2016年6月的最高人民會議上獲推舉為國務委員會委員長。2012年7月17日,朝鮮勞動黨中央委員會、朝鮮勞動黨中央軍事委員會、國防委員會、最高人民會議常任委員會決定,授予朝鮮人民軍最高司令官金正恩「朝鮮民主主義人民共和國元帥」軍階。金正恩有兩個大學學位:金日成綜合大學的物理學學位和金日成軍事綜合大學的步兵指揮官和炮兵學學位。
金正恩自2018年3月起多次訪問中國,與中國共產黨中央委員會總書記習近平會面。2018年4月27日朝韓首腦會晤,金正恩於東八區時間上午8時30分跨越北緯38度的軍事分界線與南韓總統文在寅會晤,成為朝韓停戰65年後首位踏入南韓領土的朝鮮領導人。金正恩與美國總統唐納·川普於2018年6月12日在新加坡舉行歷史性的朝美首腦會議。2019年4月25日,金正恩與俄羅斯總統普京於在俄羅斯符拉迪沃斯托克舉行朝俄首腦會談,這是金正恩自上台以來首次造訪俄羅斯。
1996年至2001年,金正恩和同母妹妹金與正及金正怡分別化名為「朴銀」、「鄭順」一同假扮為朝鮮民主主義人民共和國駐瑞士大使館職員子女,於瑞士伯爾尼的一間國際學校就讀,學習英語、德語及法語。1991年曾經以「約瑟夫·朴」名義用假護照與兄正哲由維也納到訪日本,根據信用卡的記錄,金正恩曾經逗留東京迪士尼樂園。而金正恩在瑞士留學時的照片於2010年6月曝光。