Tras no superar la fase previa en Les Franqueses del Vallès y Vic, sí lo consigue en Getxto en mayo, haciendo su debut en el cuadro principal de un torneo ITF, perdiendo en primera ronda contra Chloé Paquet.

Continúa en México para disputar el ITF $25K de Ciudad Victoria, donde llega a la final, perdiendo contra Diāna Marcinkēviča en tres sets.

[20]​ Alcanza la tercera ronda con otra victoria frente a Zheng Saisai,[21]​ donde pierde contra la cabeza de serie número 14 Karolína Plíšková.

[24]​ Siendo su último año como junior, participa en Roland Garros en esta modalidad, alcanzando la final sin ceder un solo set ganando a Bianca Turati, Evgeniya Levashova, Charlotte Robillard-Millette, Katerina Stewart y la cabeza de serie número 1 Markéta Vondroušová.

Tras ganar a Ons Jabeur en primera ronda, pierde contra Aliaksandra Sasnovich, no consiguiendo clasificarse para el cuadro final.

[27]​ Con este resultado, se queda a las puertas de entrar en el top 200 del ranking, algo que conseguiría la semana siguiente.

En Tokio no consigue clasificarse para el cuadro principal, algo que sí consigue en Seúl,[28]​ donde pierde en primera ronda contra la cabeza de serie número 4 Varvara Lepchenko en dos sets.

Repite presencia en el Masters de Miami con una invitación,[30]​ no pudiendo emular su actuación del año anterior al perder en primera ronda contra Kristýna Plíšková.

Paula disputa su primer torneo de 2018 en Glasgow, un ITF $25K en el que alcanza la final tras vencer a su compatriota Georgina García Pérez en semifinales.

[49]​ Con este resultado, regresa al top 200 tras más de dos años y medio en el puesto 179, su mejor ranking hasta ese momento.

Gracias a su ascenso en el ranking, disputa por segunda vez en su carrera profesional la fase previa de un Grand Slam en Wimbledon, perdiendo en primera ronda contra Sara Sorribes en tres sets.

[57]​ En la fase previa del Abierto de los Estados Unidos, pierde en segunda ronda contra Alexandra Dulgheru, no alcanzando el cuadro principal.

[76]​ Disputa la fase previa en Wimbledon, consiguiendo clasificarse para el cuadro principal tras vencer a Patricia Maria Țig,[77]​ Liu Fangzhou[78]​ y Samantha Murray Sharan.

[81]​ En Palermo, alcanza sus primeras semifinales en un torneo WTA tras vencer a Pauline Parmentier,[82]​ Fanny Stollár[83]​ y Arantxa Rus,[84]​ perdiendo contra la número 5 del mundo Kiki Bertens en dos sets.

[134]​ En los cuartos de final, consiguió su primera victoria sobre una top 10, venciendo a la número 1 del mundo Ashleigh Barty en dos sets para alcanzar las semifinales,[135]​ donde perdió con Kudermetova.

En la final, derrotó a la dos veces campeona y ex número 1 del mundo Victoria Azarenka en tres sets, convirtiéndose en la primera española en ganar el torneo.

[218]​ En semifinales, pierde en tres sets contra Maria Sakkari,[219]​ no siendo capaz de defender el título, algo que en Indian Wells sólo ha conseguido Martina Navrátilová en 1991.

[225]​ Contra Jessica Pegula en cuartos de final, tuvo que retirarse tras los primeros cinco juegos del primer set por dicha enfermedad.

[244]​ A pesar de mostrar un nivel aceptable para ser su primer partido en hierba tras la lesión, perdió contra la invitada local Jodie Burrageen dos sets.

[249]​ La gira americana de pista dura la comenzó en San José, donde al alcanzó las semifinales con victorias sobre Elizabeth Mandlik[250]​ y Gauff,[251]​ perdiendo con la eventual campeona Kasatkina.

[254]​ Alcanzó la segunda ronda en el Abierto de los Estados Unidos tras ganar a Lesia Tsurenko,[255]​ donde perdió con Petra Martić en tres sets.

[269]​ Tampoco forma parte del segundo enfrentamiento contra Australia al no tener España ninguna opción de avanzar a las eliminatorias por el título.

[279]​ Derrotó a su compatriota Nuria Párrizas en dos sets,[280]​ perdiendo en tercera ronda contra la finalista del Abierto de Australia y eventual campeona Elena Rybakina.

[288]​ Alcanzó los cuartos de final cediendo únicamente cinco juegos frente a Kasatkina,[289]​ su primera victoria del año contra una top 10, y su compatriota Cristina Bucșa.

[357]​ En Wimbledon, alcanzó los octavos de final por tercera vez venciendo a Karolína Muchová,[359]​ Brenda Fruhvirtová[360]​ y Daria Kasatkina.

Accede a las semifinales consiguiendo su segunda victoria del año contra una top 10, la brasileña Beatriz Haddad Maia, en un partido en el que únicamente cede cinco juegos.

Participa en la segunda edición celebrada en Abu Dabi como componente del Equipo Kites junto a Stefanos Tsitsipas, Aryna Sabalenka, Grigor Dimitrov y Lloyd Harris como suplente.

Participa en una nueva edición celebrada en Abu Dabi como componente del Equipo Águilas junto a Stefanos Tsitsipas, Iga Świątek y Alexander Shevchenko.

Participó en la edición celebrada en Indian Wells junto a Amanda Anisimova, Leylah Fernandez, Ons Jabeur, Naomi Osaka, Aryna Sabalenka y Maria Sakkari.

En la nueva edición celebrada en Indian Wells se juegan dobles mixtos y Paula lo hace junto a Cameron Norrie.