2021년 신인드래프트에서 NC 다이노스의 2차 1라운드 6번 지명을 받은 유신고 소속의 우투양타 내야수.

사회인 야구를 즐겨하던 부친의 권유에 의해 야구를 시작하게 된 김주원은 유신고등학교 2학년부터 팀의 주축 선수로 활약하며 선배들과 함께 팀의 황금사자기, 청룡기 석권에 일조했다. 유신고가 우승했던 2019년 청룡기 전국고교야구대회에서는 수훈상을 수상하기도 했다.

3학년때는 팀의 3번타자 역할을 하면서 맹활약하였다. KT의 1차지명 후보로도 언급되었으나 장안고 신범준이 지명되었고, 2차지명 1라운드 지명이 유력했다. 아마야구팬들은 대개 KT의 1라운드 후보로 예상을 했지만 결국 6순위 지명권을 가진 NC 다이노스에 지명되었다.

고교시절 성적은 2학년 31경기 107타수 타율 0.280 출루율 0.384 장타율 0.439 4도루 12볼넷 16삼진, 3학년 18경기 64타수 타율 0.344 출루율 0.462 장타율 0.609[1] 6도루 9볼넷 5삼진. 고교야구 주말리그에서 장타력을 보여주었다.

2021 시즌 1군 스프링캠프 명단에서 제외되었다. NC 2021 신인들은 명단에서 전부 빠졌는데, NC 이동욱 감독은 올해도 단계적 육성에 중점을 두고 신중하게 단계를 밟아갈 것이라 강조했다.#[2]

[고교야구 탑티어21] 유신고 김주원, 2차 1~2R 지명 유력(영상)

184cm의 장신에 마른 체형으로 좋은 신체조건을 지녔다. 스위치 히터로서 좌우 타석에서 모두 기본적인 컨택능력을 갖췄고, 타격 밸런스와 배트컨트롤이 좋아 밀어치기 능력과 라이너성 타구 생산력을 갖추었다 평가받았다. 수비면에서는 안정적인 스텝과 밸런스로 넓은 수비범위를 보여주어 주전 유격수로의 성장이 기대된다는 평가를 받았다.