Брук Диллман родом и американского штата Миссури, она появилась на свет в Канзас-Сити. Этот город, хотя и не очень велик по размерам, славится своей культурной жизнью, и жители которого много внимания уделяют искусству, в городе есть великолепный художественный музей, свой симфонический оркестр, а в каждой школе есть своя театральная студия, и, практически все дети с раннего возраста приобщены к сценическому искусству. Не стала исключением и Брук. Окончив среднюю школу, девушка поступила в местный университет, в котором получила степень по театральному искусству в 1988 году, после чего отправилась в Чикаго. Там яркую и талантливую выпускницу с удовольствием приняли в труппу местного драматического театра Factory Theatre, а затем перешла в Organic Theatre на сцене которых она создала ряд интересных образов, которые остались для нее любимыми на всю жизнь. Через десять лет в 1998-м, получив богатейший сценический опыт, Брук Диллман отправилась на поиски славы в Лос-Анджелес.
В Лос-Анджелесе она отправилась на штурм телевидения. Актрисе повезло и она сазу попала в несколько телевизионных рекламных ролика, а затем попала в каст на регулярную роль в популярный варьете-шоу сериал под названием «Шоу Уэйна Брэди». Это стало счастливым билетом в успешную карьеру. Предложения посыпались, как из рога изобилия, и появился ряд комедийных сериалов с Брук Диллман. Коме того она с удовольствием снимается во всевозможных комедийных телевизионных шоу, среди которых программа «С добрым утром» на NBC и четвертый сезон сериала «Оффис», в котором она снялась в эпизоде под названием Chair Model, а кроме того, ей досталась роль приглашенной звезды в проекте «Клиент всегда мертв» (Six Feet Under) на НВО.
В настоящее время у актрисы много работы во всевозможных ситкомах и комедийных телевизионных шоу, и ее вполне устраивает ее довольно узкое амплуа характерной актрисы и комедиантки. Ее последним успехом можно считать главную роль в сериале «Крушение», где ее персонажа зовут Карен.