Coco Rocha grandit à Vancouver, où elle se découvre une passion pour la danse irlandaise traditionnelle, qu'elle commencera tôt pour atteindre un niveau professionnel. Coco est remarquée à l'âge de quatorze ans, lors d'une compétition, hésite puis signe son premier contrat à quinze ans, pour rejoindre un peu plus tard la célèbre agence Elite.
En 2006, Coco Rocha pose pour la maison Dolce&Gabbana, photographiée par Steven Meisel.
En , elle ouvre le défilé Jean Paul Gaultier d’inspiration écossaise, par une danse irlandaise très remarquée.
En 2009, elle est le visage du parfum CK One Summer de Calvin Klein[2].
Très active sur les réseaux sociaux, comme Twitter et Tumblr, elle lance avec son mari un portfolio en ligne, récapitulant l’intégralité de sa carrière. Coco Rocha fait aujourd'hui figure de personnalité sur les réseaux sociaux où elle accumule plusieurs centaines de milliers de fans. Elle anime quotidiennement son compte Instagram, et fut le premier mannequin à rejoindre la plateforme dédiée à la mode, Pose.
En , elle réalise une collection capsule avec Senhoa, une organisation qui a pour but de venir en aide aux survivants Cambodgiens des trafics humains. La collection comprend sept pièces dessinées par Coco Rocha et fait appel aux mannequins Iman Bowie, Caroline Trentini et Behati Prinsloo pour présenter sa ligne de bijoux.
Le , Coco Rocha épouse James Conran[6]. En mars 2015, elle donne naissance à une fille prénommée Ioni James. Elle a ensuite un garçon en avril 2018, Iver Eames. En novembre 2020, elle met au monde sa seconde fille, Iley Ryn[7].