La sua carriera inizia a 16 anni dopo aver vinto un concorso di bellezza. In seguito, lavora per una serie di campagne pubblicitarie, tra cui quelle per Lager Foster, Renault Mégane, le patatine Walkers, Piz Buin e Bravissimo, una società specializzata in reggiseni e biancheria intima. Attira così l'attenzione del tabloid The Daily Star. Successivamente, posa per riviste destinate al pubblico maschile, come GQ, Loaded e FHM. Nel febbraio 2007, firma un contratto con la Unilever per rappresentare Axe.
Nel 2010, viene scelta come testimonial per la campagna pubblicitaria del produttore di lingerie Ultimo.
A settembre, Kelly Brook appare nella versione statunitense della rivista Playboy, mentre a novembre presenta uno dei premi degli MTV Europe Music Awards[8]. Dal 2011, Brook produce la propria linea di costumi da bagno, per la quale è anche modella, insieme a New Look.
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