Palmers far jobber for et selskap og hennes mor Sharon jobber som barneskolelærer. Keke Palmer har tre søsken. Hun har blant annet en storesøster som heter L'Oreal. Det var hun som gav henne kallenavnet «Keke». Keke Palmer begynte å synge i kirkekoret fem år gammel. Hun var på en audition for da hun var ni. Hun og hennes familie flyttet til Los Angeles i 2004, for da kunne Keke Palmer satse på en filmkarriere.