Na Zimowych Igrzyskach Olimpijskich w 2018 roku, Lim Hyo-jun rywalizowała w biegu na 1500 metrów.
Wydarzenie, i ma rywalizować jako część koreańskiej drużyny w męskiej sztafecie 5000 m. W zawodzie indywidualnym na 1500 m Lim zajął pierwsze miejsce w wyścigu, w którym japoński Kazuki Yoshinaga został zdyskwalifikowany po potknięciu; Shaoang Liu z Węgier, który zajął czwarte miejsce, zakwalifikował się z Limem do półfinału. W półfinale, Lim ponownie zajął pierwsze miejsce wraz z koreańskim Hwang Dae-heon, który zajął drugie miejsce za nim. W finale złotego medalu, kanadyjski Charles Hamelin zderzył się z Hwangem, gdy do końca wyścigu pozostały trzy okrążenia, pozostawiając Lim ostatnim Koreańczykiem na boisku. Mimo to ukończył wyścig o siedem setnych sekundy przed holenderskim Sjinkie Knegtem, rekordzistą świata, zdobywając złoty medal w tym wydarzeniu; po raz trzeci w historii tego wydarzenia południowokoreański zajął pierwsze miejsce. Lim zdobył również rekord olimpijski w tym wydarzeniu, zarejestrując czas 2:10.485 w finale, pobił rekord Lee Jung-su w czasie 2:10.949 ustanowiony na Zimowych Igrzyskach Olimpijskich w Vancouver w 2010 roku.