Keke Palmer wuchs in Robbins (Illinois) auf.[1] Ihr Vater arbeitet in einer Autofabrik, ihre Mutter ist Lehrerin an einer High School. Palmer hat drei Geschwister. Sie begann mit fünf Jahren im Kirchenchor zu singen und sang mit neun Jahren für das Musical Der König der Löwen vor.
Keke Palmer debütierte als Schauspielerin 2004 im Film Barbershop 2. Dort spielte sie die Rolle von Ginas Nichte. Sie war von 2004 bis 2006 in unterschiedlichen Fernsehserien wie zum Beispiel Cold Case – Kein Opfer ist je vergessen, Strong Medicine, Emergency Room – Die Notaufnahme und Law & Order: Special Victims Unit zu sehen. Anschließend wirkte sie 2006 an zwei weiteren Filmen mit, Madea’s Family Reunion und Akeelah ist die Größte, in dem Palmer die Hauptrolle übernahm. Von 2008 bis 2010 spielte sie die Hauptrolle in der Nickelodeon-Serie True Jackson.
Ab Juni 2014 war Palmer Gastgeber ihrer eigenen Talkshow mit dem Titel Just Keke. Die Show wurde in 20 Folgen über vier Wochen ausgestrahlt.
Keke Palmer verfolgt außerdem eine Gesangskarriere. Sie nahm 2003 an dem Gesangswettbewerb American Juniors, einem American-Idol-Spinoff, teil, jedoch wurde die Show frühzeitig eingestellt. Ihr Debütalbum So Uncool erschien 2007 und erreichte die hinteren Ränge der US-R&B-Charts.[2]
2011 und 2012 veröffentlichte sie die Mixtapes Awaken und Keke Palmer, mit denen Palmer einen Vorgeschmack auf die musikalische Richtung für ihr zweites offizielles Album geben will. Ein Erscheinungstermin steht noch nicht fest. Regelmäßig ist Palmer auch auf den Soundtracks der Filme vertreten, an denen sie mitwirkt.
Ab September 2014 spielte Palmer für 134 Shows Cinderella im gleichnamigen Broadway-Stück. Erstmals wurde diese Rolle am Broadway mit einer afroamerikanischen Schauspielerin besetzt.
Im November 2019 wurde Keke Palmer als Verkörperung der virtuellen Figur Senna aus League of Legends ausgewählt, um mit Thutmose, Soyeon von (G)I-DLE, Becky G und Duckwrth die Band „True Damage“ zu repräsentieren. Ihr zum selben Zeitpunkt als Debütsingle veröffentlichter Song GIANTS wurde im Finale der Weltmeisterschaft live gespielt.