ברוק נולדה וגדלה ברוצ'סטר, קנט כקלי אן פרסונס, בתם של סנדרה קלי, טבחית, וקנת' פרסונס, סדננית. יש לה אח קטן, דמיאן, ואחות חורגת מבוגרת יותר, סשה. קנת' פרסונס נפטר, בגיל 57, ברוצ'סטר מסרטן ריאות, ב-26 בנובמבר 2007, בתקופה של ברוק ב- Strictly Come Dancing. ברוק למדה בבית הספר תומאס אוולינג בווארן ווד, רוצ'סטר. בשנת 1996, בגיל שבע עשרה, היא הופיעה בסדרה השנייה של "Fist of Fun", תוכנית הקומדיה של ה-BBC מסטוארט לי וריצ'רד הרינג, כילדה בסדרת סקיצות בשם "מורים" (אחד השחקנים שלה היה דניאל מייס). היא למדה באקדמיה לאמנות קונטי איטליה בלונדון במשך שלוש שנים לפני שהפכה לדוגמנית מקצועית בתקופה זו בגיל 16.
האקדמיה לאיטליה קונטי לאמנויות התיאטרון בלונדון