Родилась в семье учительницы Патрисии А. Хоуэлл (Patricia A. Howell) и агента ФБР Кэрролла Томпсона Аллена (Carroll Thompson Allen).
После окончания школы «DuVal Senior High School» в Мэриленде, будущая актриса переехала в Нью-Йорк, где изучала искусство и дизайн в «Fashion Institute of Technology».
У Карен Аллен есть сын от брака с Кейлом Брауном - Николас Браун (14.09.90).