פאולינה רוביו נולדה במקסיקו סיטי, מקסיקו. את ילדותה היא העבירה במקסיקו, לוס אנג'לס וספרד.
המוזיקה של פאולינה רוביו פופולרית בעיקר בדרום אמריקה, מקסיקו, ספרד וארצות הברית. פאולינה החלה את הקריירה בגיל 9, בשנת 1980.
עם להקתה הראשונה שנקראה "Timbiriche" היא הספיקה להקליט עשרה אלבומים. הלהקה נחשבת לאחת הלהקות הדרום אמריקאיות המצליחות בהיסטוריה עם מכירות של למעלה מ־20 מיליון אלבומים. מהסינגלים המצליחים שהוציאה הלהקה נמנים "Corro, Vuelo, Me Acelero" ,"Con Todos Menos Conmigo" ו"Tú y Yo Somos Uno Mismo",כולם להיטי מקום ראשון במקסיקו ובמדינות דרום אמריקה.
פאולינה החלה לשחק בטלנובלות בערוץ המקסיקני "Televisa" היא קיבלה את תפקידה הראשון בשנת 1988 בטלנובלה "Pasion y poder", בשנת 1990 היא כיכבה בסדרה Baila conmigo ובשנת 1994 היא קיבלה את תפקידה הראשון בקולנוע בסרט דל תקציב שנקרא "Bésame en la Boca", בשנת 1995 היא כיכבה בטלנובלה "Pobre Niña Rica".
בשנת 1990 פאולינה עזבה את להקת Timbiriche והתמקדה על קריירת הסולו שלה. בשנת 1992 יצא אלבומה הראשון "La chica dorada", בשנת 1993 יצא האלבום "24 kilates", בשנת 1995 יצא "El tiempo es oro". בשנת 1996 היא הוציאה את האלבום "Planeta Paulina" ובשנת 2000 יצא "Paulina". האלבום "Paulina" היה מועמד בטקס "Latin Grammy Awards".זהו האלבום המוכר ביותר של רוביו עד היום עם מכירות של מיליוני עותקים. האלבום הוא האלבום התשיעי הנמכר ביותר בהיסטוריה של מקסיקו כשנמכר שם בסכום של 3,000,000 עותקים. האלבום גם זכה להצלחה גדולה באמריקה הלטינית כשמכר מעל 800,000 עותקים בארצות הברית. רוב הסינגלים שיצאו מהאלבום הפכו ללהיטים. בשנת 2001, השתתפה בשיר "El Ultimo Adios (The Last Goodbye)". בשנת 2002 יצא האלבום "Border girl" בו בפעם הראשונה פאולינה שרה מספר שירים באנגלית, במהלך שנקרא Crossover. הלהיט מתוך האלבום "Don't Say Goodbye" הגיע למקום ה־41 בבילבורד הוט 100 והיה ללהיט במדינות שונות ברחבי העולם. אף על פי שהתקליט הראשון שלה באנגלית לא הביא לה תהילת עולם, שמה הפך למפורסם גם מחוץ לאמריקה הלטינית.
בשנת 2004 חזרה פאולינה עם תקליט נוסף בספרדית "Pau-latina", רוביו הסבירה שלשם Pau-latina יש מספר משמעויות כמו הדמיון לשמה Paulina וכן המילה Pau בקאטאלן שמשמעו 'שלום'. כמה שירים מהאלבום כמו "Tienes algo" ו"Dame otra taquila" הפכו ללהיטים גדולים מאוד מה שהפך את האלבום לאחד הנמכרים ביותר במקסיקו ובדרום אמריקה. האלבום "Pau-latina" זכה בפרס "Premios Lo Nuestro" כ"התקליט הנשי של השנה", וכן בפרס Premios Juventud כאשר היא זכתה למספר הרב ביותר של צופים שהצביעו למענה. פאולינה רוביו נשארה עד היום פופולרית מאוד בכל הארצות דוברות ספרדית. באותה השנה גם הקליטה פאולינה שיר יחד עם הזמר הקולומביאני חואנס.
בשנת 2006 הוציאה פאולינה אלבום נוסף בספרדית בשם Ananda (אושר).