Sie lebte von 1876 bis 1907 und wurde nur 31 Jahre alt.
Die Künstlerin wuchs mit einer großen Geschwisterschar in Dresden und Bremen auf. Mit zehn Jahren macht sie ein traumatisches Erlebnis: beim Spielen mit ihren Cousinen in einer Sandgrube werden sie verschüttet und eine der Cousinen stirbt. Als junge Frau besucht sie das Lehrerinnenseminar und erhält privaten Zeichenunterricht.
1895 lernt sie bei einer Ausstellung des Worpsweder Künstlerkreises in der Kunsthalle Bremen dessen Vertreter kennen, zu denen auch Otto Modersohn gehört. 1896 belegt sie einen Kurs des „Vereins der Berliner Künstlerinnen“, woran sich eine eineinhalbjährige Ausbildung anschließt.
Der Zugang zur Kunstakademie bleibt ihr als Frau verwehrt. In Worpswede, wohin sie 1898 endgültig übersiedelt, befreundet sie sich mit der Bildhauerin Clara Westhoff, mit der sie später nach Paris geht und die den gemeinsamen Freund Rainer Maria Rilke heiratet.
Nach mehreren Aufenthalten in Paris und Kontakten zur dortigen künstlerischen Avantgarde findet sie ihren ganz eigenen Stil: weg von einer naturgetreuen Darstellung hin zum Ausdruck von Gefühlen und menschlichen Eigenheiten. Sie sucht ihre Modelle häufig in der ländlichen Umgebung bei Worpswede und im dortigen Armenhaus.
1901 heiratet sie Otto Modersohn, nachdem dessen erste Frau gestorben ist. Ihrer Stifttochter Elsbeth, die ihr auch häufig Modell steht, ist sie eine fürsorgliche Bezugsperson.
1906 verlässt sie Worpswede und ihren Ehemann und geht nach Paris. Das Paar versöhnt sich und kehrt 1907 gemeinsam nach Worpswede zurück. Dort stirbt sie im November nach der Geburt ihrer Tochter Mathilde.
Der Dichter Rainer Maria Rilke schrieb über seine Freundin Paula: „Und du sahst die Kinder so, wie von innen her, getrieben in die Formen ihres Daseins.“
Empfehlenswerter Film von Christian Schwochoch:
Paula. Mein Leben soll ein Fest sein.