Паулина Андреева (настоящее имя — Екатерина) родилась 12 октября 1988 года в Ленинграде, семье бизнесмена и ландшафтного дизайнера.
Будущая звезда училась в гимназии № 24 имени И. А. Крылова на Васильевском острове.
Во время учебы девушка играла в различных постановках и занималась танцами.
После школы Андреева поступила на факультет журналистики Санкт-Петербургского государственного университета и поменяла имя на Паулину (к слову, имя Паулина (Павлина) с греческого переводится как «скромная»)
Однако на журналиста Андреева так и не выучилась: спустя два года она бросила вуз и поехала в Москву, где поступила в школу-студию МХАТ на курс театральных педагогов Романа Ефимовича Козака и Дмитрия Владимировича Брусникина.
Будучи студенткой третьего курса, сыграла в спектакле Кирилла Серебренникова «Околоноля».
В 2007 году Паулина Андреева дебютировала в кино, сыграв роль в сериале «Закон и порядок: Отдел оперативных расследований 2»
После окончания вуза в 2011 году Паулина была принята в труппу Московского Художественного театра имени А. П. Чехова.
Огромную популярность актрисе принесли роли в сериалах «Оттепель», «Метод» и фильме «Саранча».
В сентябре 2019 года Паулина Андреева вышла замуж за кинорежиссера Федора Бондарчука.
2 марта 2021 года у Андреевой и Бондарчука родился сын — Иван.
Супруг — Федор Бондарчук, актер и кинорежиссер (поженились в сентябре 2019 года)
Сын — Иван (родился 2 марта 2021 года)