金正日第一次访华是2000年5月29日至31日，这是他就任朝鲜劳动党总书记之后的首次出访。访华期间，金正日分别同江泽民、李鹏、朱镕基、李瑞环、胡锦涛等中国领导人举行了会谈。会谈之后，金正日指着摆放在大厅的一个2米多高的瓷瓶对江泽民说：“这是朝鲜专门制作高丽青瓷的着名专家花了3年时间完成的作品，特地带来送给您。说实在的，我一路上真担心它碎了。”访华期间，金正日登上天安门城楼参观，访问联想集团的计算机生产厂，还站在一台电脑前询问“中国一般怎么上网”、“用专线还是拨号”等问题。
2001年1月15日至20日，金正日第二次访华，主要到访地是上海。朱镕基总理为金正日举行晚宴。在上海，金正日参观了城市规划展示馆、上海通用汽车有限公司、上海华虹NEC电子有限公司、上海证券交易所、上海宝山钢铁(集团)公司、张江高科技园区等企业。面对上海崭新的城市面貌，金正日坦言，上海与他18年前见到的相比，除了黄浦江涛声依旧之外，其他地方都“故迹难寻，焕然一新”了。
2004年4月和2006年1月，金正日又两次到访中国。2006年那次，他到了广州、珠海、深圳、武汉等多个城市，参观了涉及农业、科技、教育等多个领域的企事业单位。返回北京后，金正日还在胡锦涛主席的陪同下视察了中国农科院作物科学研究所。
2010年5月3日，金正日第五次访华。前一天，载着199名朝鲜版《红楼梦》演员的专列先期抵达丹东。如此超大阵容，创下近年来国外演出团体来华人数之最。会谈中，金正日对上海世博会成功开幕表示热烈祝贺，并对青海玉树地震所造成的巨大人员伤亡和财产损失表示亲切慰问。
当年8月26日，金正日第六次访问中国，并在吉林省、黑龙江省参观考察。他参观了父亲金日成的母校——吉林市毓文中学，并表示：“吉林是我曾经生活过的地方，这次故地重游，看到这里的巨大变化和喜人发展，深受震动，感触很多。”
