В основній команді дебютував 17 жовтня 2014 року в матчі Ліги 1 проти «Ланса», замінивши на 76-й хвилині Тьяго Мотту[5]. Це був його єдиний матч за клуб у сезоні 2014/15, а з наступного розіграшу він став частіше допускатись до матчів основної команди.
З сезону 2017/18 став основним центральним захисником паризького клубу.
На початку 2015 року Кімпембе відмовився від виклику від тренера національної збірної ДР Конго Флорана Ібпенге і 26 березня 2015 року дебютував у збірній Франції до 20 років у товариській грі проти команди Уругваю (U-20)[7]. У травні того ж року він був знову викликаний до цієї збірної, щоб взяти участь у Турнірі в Тулоні[8].
27 березня 2018 року дебютував у складі національної збірної Франції, вийшовши на заміну наприкінці товариської гри проти збірної Росії, а вже за два місяці, маючи в активі лише 10 хвилин досвіду в основній національній команді, був включений до її заявки на чемпіонат світу 2018 року. На турнірі, де французи здобули другий у своїй історії титул чемпіонів світу, був насамперед запасним гравцем, проте повністю провів на полі заключну гру групового етапу проти Данії (0:0), на момент якої Франція вже вирішила завдання виходу до плей-оф і яку вона проводила резервним складом.