Junto a su marido Jaques Morelenbaum, destacado chelista y principal arreglista de Caetano Veloso, formó parte fundamental de la banda de Antônio Carlos Jobim entre los años 1984 y 1994,[1] en giras por casi todo el planeta.
También participó en varias grabaciones de Jobim, como Passarim, Antonio Brasileiro, Tom canta Vinicius.
Además, Paula Morelenbaum fue parte del Quarteto Jobim-Morelenbaum, con su marido Jaques y el hijo y el nieto de Jobim Paulo y Daniel respectivamente.
Posteriormente, formó el trío Morelenbaum2/Sakamoto, junto a su marido y al compositor y pianista japonés Ryuichi Sakamoto.
[1] En el 2004, Paula hizo un homenaje a Vinicius de Moraes, bajo el nombre Berimbau.