Holt nació como Sandrine Vanessa Ho en Croydon. Su segundo nombre se cambió más tarde a Claire. Su padre, Man Shun ("Horace") Ho, es chino nacido en Hong Kong. Fue educado en la Universidad de Londres, recibiendo un (B.Sc Física y Matemáticas Aplicadas; M.Sc Ciencias de la Computación). Su madre, Christiane (née Nicolette), es francesa. A los cinco años, ella y su familia se mudaron a Toronto, Canadá. Holt asistió a la escuela secundaria católica St. Joseph's Morrow Park en Willowdale. Trabajó como modelo de pasarela en París antes de convertirse en actriz. Su hermana menor es la modelo y diseñadora Adrianne Ho.