[1]​ Sus padres se divorciaron cuando ella era pequeña, y fue criada por su madre.

Poseedora de un gran carisma y particular atractivo, fue fotografiada a los 16 años totalmente desnuda por el fotógrafo Alfred Cheney, algo inusual para la época y, con esa edad, se casó con un millonario mayor que ella llamado Edgar James, y se trasladó a vivir a Hollywood.

En 1936 rodó, junto a Charlie Chaplin, Tiempos modernos (Modern Times, 1936), la última película en la que aparece Charlot como personaje y se convirtieron en amantes.

Durante ese tiempo, actuó en otras películas importantes como Mujeres (The Women, 1939), de George Cukor, junto a Norma Shearer, Joan Crawford, Rosalind Russell y Joan Fontaine y, en una comedia dirigida por Elliott Nugent junto al cómico Bob Hope, El gato y el canario (1939).

Paulette Goddard falleció en 1990, sin dejar descendencia, por causas naturales, según consigna el parte médico, en la localidad suiza de Porto Ronco, donde vivía en la casa que había compartido con su último marido, el escritor alemán Erich Maria Remarque.