「take a deep breath in」と「take a deep breath」にはあまり違いはありません。この前置詞「in」は、単に「in」するという息の方向性を具体的にするために使われています。「deep breath」（深呼吸）はたいてい息を吸うことを指しますので、息を吐くときには「deep breath out」という表現がされることが多いです。ですので、「in」は息を吸うという行為を強調するだけのために使われているということになります。
例: Take a deep breath in and hold it. Now take a deep breath out.（深く息を吸って、そのまま止めて。次に深く息を吐いて。）