Paloma San Basilio nace en Madrid, vivió su infancia en Sevilla y su adolescencia en Lugo.
En 1975 cuando graba su primer disco, Sombras, con amplia repercusión internacional, y temas compuestos para ella, así como versiones de clásicos como The Way We Were, The Long And Winding Road o Feelings.
Sus influencias son muy variadas: desde The Beatles, Sarah Vaughan, Billie Holliday o Barbra Streisand a artistas que por su estancia en Sevilla, escuchaba a menudo, Lola Flores o Gracia Montes.
El segundo, es el que da tema al disco: Beso a Beso...Dulcemente y que se convierte en uno de sus temas más radiados y exitosos, un clásico en su repertorio.
Sorprendió su capacidad vocal en temas como Buenos Aires, La Nueva Argentina o Vals para Eva y Ché.
Ahora (1981) que aumentó todavía su popularidad con canciones como "Juntos, La Hiedra, Recuerdos (Memory) (tema principal del musical Cats) y El Inmenso (con arreglos ligeramente distintos a la de 1978).
Dama, su siguiente disco de 1983, incluye canciones como Dama, El aire del sábado tarde, tema de Loretta Goggi y cortes rítmicos como Bailando, Fiesta del interior y Unas vacaciones.
En comenzó en Puerto Rico una gira por América Latina hasta 1984y a su regreso a España presenta su nuevo trabajo Paloma, que ya triunfaba en América Latina con Por qué me abandonaste y fue un o de sus trabajos más vendidos.
En 1985 participa en el Festival de Eurovisión cantando la canción La fiesta terminó, que da título al nuevo álbum compuesto y producido por Juan Carlos Calderón.
Interpretó su tema en Gotemburgo, Suecia, y fue un importante acontecimiento en su carrera a pesar de no obtener una buena clasificación.
Ese año, presenta su espectáculo En vivo en el Teatro Monumental de Madrid, editándose un doble disco.
Juan Carlos Calderón produce su nuevo trabajo, Vuela alto de 1986, donde sobresale Cariño mío.
Ese mismo año da un concierto a dúo con el tenor José Carreras ante 20.000 personas en Bogotá.
Como un sueño (1995) celebra sus 20 años con la música y con el que hizo gira veinte meses.
En 1999 presenta Perlas, disco pop basado en versiones de clásicos anglosajones adaptados al español (You´ve got a friend, Un-break my heart, Immortality, Let the River run, Angel of mine, etc) en el que por primera vez canta junto a su hija Ivana Vanessa Gómez el tema Calling you.
En 2006 grabó Invierno Sur, un álbum intimista que navega en el smooth jazz con composiciones de varios autores como Armando Manzanero o Amaury Gutiérrez.
Incluía un tema basado en una composición de Hans Zimmer, quien le cedió los derechos de Nyah and Ethan", música que le dio título a la canción y al álbum, Invierno sur.
También una versión de Vives entre sombras (Livin' in the shadows) del musical Víctor Victoria.
En marzo de 2012 publicó el álbum Amolap (significa Paloma al revés), cuya primera canción difundida sorprendió por su sonido de música tecno y su letra en inglés: Love makes my world go round.
Con arreglos en clave electrónica, no se lanzó en Latinoameríca y en España revolucionó las redes sociales..
Interpetaba a Norma Desmond, papel que protagonizaron antes Glenn Close, Patti LuPone, Petula Clark o Elaine Paige.
Un gran musical con títulos como As if we never said goodbye, The perfect year o With one look.
[16] En noviembre de 2019 graba el disco Más cerca, [17] con piano, saxo y bajo como instrumentos de fondo, en el que reversiona, Cariño mío y Juntos, e incluye Te encontraré, compuesta por su hija, Ivana.
Grabó una nueva versión de Juntos con letra diferente y compuesta por ella misma, para alentar a la gente por el coronavirus.
En octubre de 2024, se anuncia que prepara el monólogo musico-teatral Dulcinea, escrito y dirigido por Juan Carlos Rubio.