Kaley Cuoco è la prima di due figlie (la sorella minore si chiama Briana) di Gary Carmine Cuoco e Layne Ann Wingate. La sua carriera di attrice è cominciata nel 1992 con il telefilm Senza via d'uscita (titolo originale Quicksand: No Escape). Il suo ruolo di Marcia Brady in Growing up Brady (2000) ha attirato l'attenzione della critica, così come il ruolo nella sitcom americana, Ladies Man. Nel 2004, oltre al ruolo di protagonista in 8 semplici regole, ha avuto un ruolo nel film Magnitudo 10.5, prodotto dalla NBC, nel film Crimes of Fashion (prodotto dalla ABC), e nel film indipendente Debating Robert Lee. Nel 2005 ha fatto parte del cast della serie TV Streghe (titolo originale Charmed), impersonando Billie Jenkins, una nuova strega la cui protezione è stata affidata al Trio