본관은 선산(善山, 一善). 호는 농암(籠巖). 아버지는 예의판서(禮儀判書) 김원로(金元老)이며, 어머니는 수주김씨(水州金氏)이다.
공양왕을 섬겨 벼슬이 예의판서에 이르렀다. 1392년(공양왕 4)에 하절사로 명나라에 갔다가 일을 마치고 압록강에 이르러 고려가 망하고 조선조가 개국되었다는 소식을 듣고 동으로 향하여 통곡하며 부인 유씨에게 “충신은 두 임금을 섬기지 않는다 하였으니 내가 강을 건너가면 몸둘 곳이 없다.”라는 편지를 쓰고, 또 아들을 낳으면 이름을 양수(揚燧)라 할 것과 조복(朝服)과 신을 부치고, 부인이 죽은 뒤에 합장할 것을 당부하였다. 그리고 중국에서 돌아오지 않았다.
후손들은 조복 등 유품을 보낸 날에 제사를 지냈다. 그가 중국에 들어가자 명나라 태조는 김주에게 예부상서(禮部尙書)에 임명하였으나 끝내 사양하므로 평생 동안 그에 해당하는 녹(祿)을 주었다고 한다. 김주는 중국의 형초(刑楚)에 살았고, 3명의 자녀를 두었다고 전한다.
1597년(선조 30) 일본으로 파견된 사행(使行)의 막하관으로 수행한 허유성(許惟誠)이 김주의 외손이라고 전하며, 명나라 고공(高拱)이 엮은 『병탑유언(炳搨遺言)』에는 김주의 자손이 대대로 통주(通州)에 살았다고 기록되어 있다. 저서로는 『농암일고(籠巖逸稿)』 1책이 있다.