Dzimusi rakstnieka un kinoscenārista Antona Broka (1929) un Māras Brokas ģimenē.

No 1987. gada līdz 1992. gadam apmeklējusi Lidijas Stiebras aktieru studiju, vēlāk no 1990. gada līdz 1992. gadam - arī Rīgas kinostudijas Tautas kinoaktieru studiju. No 1992. līdz 1996. gadam mācījusies Latvijas Kultūras akadēmijā, iegūstot specialitātes "kino režija" un "dramatiskā teātra aktieris".

Pēc Kultūras akadēmijas Aktieru fakultātes beigšanas strādā Jaunajā Rīgas teātrī. Filmējusies arī vairākās filmās un TV seriālos. 1990. gadā saņēmusi Lielā Kristapa balvu kā labākā aktrise filmā "Valsis mūža garumā".

Brālis Normunds Broks ir pedagogs un politiķis, bijis Īpašu uzdevumu ministrs Eiropas Savienības līdzekļu apguves lietās divās valdībās. Baiba Broka dzīvo kopā ar skaņu režisoru Gati Buili. Ir 2 bērni - meita Barbara (dzimusi 2008. gadā) un dēls Teodors (dzimis 2010. gadā).