Nata a Los Angeles, California, figlia del regista Bruce Paltrow e dell’attrice Blythe Danner, la Paltrow è cresciuta a Santa Monica, dove ha frequentato Crossroads School, prima di trasferirsi e di iscriversi alla Spence School, una scuola privata femminile di New York City. In seguito, ha brevemente studiato storia dell’arte all’Università della California, Santa Barbara, prima di abbandonare gli studi. All’età di 15 anni ha trascorso 7 settimane come studente di scambio a Talavera de la Reina (Spagna), dove ha imparato a parlare lo spagnolo. La Paltrow ha stretto un forte legame con la famiglia che la ospitò, tanto da invitare i suoi “genitori spagnoli” alla consegna del suo primo Oscar.
Nel 2013 la rivista People l’ha eletta donna più bella dell’anno.
Esordisce sullo schermo a soli diciannove anni in Shout del 1991, dove recitata al fianco di John Travolta, a cui seguono altri film in cui l’attrice ha però ruoli secondari. Nel 1991 recita la parte della giovane Wendy Darling nel film Hook – Capitan Uncino, diretto da Steven Spielberg. Nel 1995 ottiene un ruolo di supporto nel thriller di David Fincher Seven, con Brad Pitt e Morgan Freeman, per la cui interpretazione ottiene una candidatura al Satellite Award. Ottiene il successo con il suo primo ruolo da protagonista nel film Emma, adattamento cinematografico dell’omonimo romanzo di Jane Austen.
Il 1998 è un anno importante per la sua carriera, che la vede impegnata in varie pellicole di successo. Interpreta la sfortunata ragazza dal doppio destino in Sliding Doors di Peter Howitt, recita al fianco di Ethan Hawke, Robert De Niro e Anne Bancroft in Paradiso perduto, basato su Grandi speranze di Charles Dickens, inoltre recita nel remake Delitto perfetto, interpretando il ruolo che fu di Grace Kelly ne Il delitto perfetto di Alfred Hitchcock. Sempre nel 1998 recita nel film in costume Shakespeare in Love di John Madden, per cui si guadagna un premio Oscar e un Golden Globe, che la consacrano come grande attrice. In occasione della premiazione, l’attrice indossò un vestito rosa di Ralph Lauren, considerato una delle icone della moda nella storia del red carpet degli Oscar.
Nel 1999 viene diretta da Anthony Minghella ne Il talento di Mr. Ripley, con Jude Law e Matt Damon. Nel 2000 viene diretta dal padre nel film Duets, dove mostra anche le sue qualità canore, duettando con Babyface in Just My Imagination (Running Away With Me) e con Huey Lewis nel brano Cruisin’ ed esibendosi in una cover di un brano di Jackie DeShannon, Bette Davis Eyes, portata al successo ad inizio degli anni ottanta da Kim Carnes.
Dopo la vincita dell’Oscar per Shakespeare in Love, il successo della Paltrow è andato a diminuire, a causa di scelte sbagliate dettate dalla pressione e dalle aspettative dei media, consolidando una certa credenza che la vincita della statuetta sia una maledizione. Ciò nonostante negli anni seguenti l’attrice si alterna tra il genere drammatico, partecipando a pellicole come Proof – La prova o Sylvia, e quello più brillante di commedie come I Tenenbaum, Amore a prima svista o Una hostess tra le nuvole. Per Proof – La prova, basato sull’omonima piéce teatrale di David Auburn, la Paltrow ottiene la sua seconda candidatura al Golden Globe.
Nel 2004 appare nel film di fantascienza Sky Captain and the World of Tomorrow e nello stesso anno è stata riconosciuta come una “donna eccezionale” nel campo dell’intrattenimento dal Women in Film Los Angeles con il Crystal Award. Nel 2006 recita nei film Infamous – Una pessima reputazione e Correndo con le forbici in mano e, nel 2008, partecipa alla riduzione cinematografica di Iron Man, diretto da Jon Favreau, tratto dall’omonimo fumetto, e anche nel sequel Iron Man 2, sempre nel ruolo dell’assistente/segretaria di Tony Stark, Pepper Potts.
Nel 2010 recita nel film musicale Country Strong, per cui ha contribuito alla colonna sonora registrando il brano Country Strong, distribuito come singolo nelle radio statunitensi a partire dall’agosto 2010. Durante l’83a edizione degli Academy Awards, la Paltrow si esibita come altro brano della colonna sonora, Coming Home, candidato nella categoria per la migliore canzone originale.
Tra il 2010 e il 2011 partecipa come guest star ad alcuni episodi della serie televisiva della Fox Glee, interpretando la supplente Holly Holliday. Durante la sua permanenza nella serie si è esibita in diversi brani, come Forget You di Cee Lo Green, Kiss di Prince, uno mash-up tra Singin’ in the Rain e Umbrella di Rihanna, una versione acustica di Landslide dei Fleetwood Mac e Turning Tables di Adele. Nel maggio del 2011 viene pubblicato l’album d’esordio dell’attore Matthew Morrison, con cui la Paltrow duetta in una cover del classico Somewhere Over the Rainbow.
Nel 2011 prende parte al film di Steven Soderbergh Contagion, con un nutrito cast comprende, oltre la Paltrow, Matt Damon, Kate Winslet, Jude Law e Marion Cotillard. Nel 2012 riveste nuovamente in ruolo di Pepper Potts (Iron Man), in The Avengers, crossover della Marvel. Nel 2013 appare in Iron Man 3, di nuovo al fianco di Robert Downey Jr, interpretando Pepper Potts, la fidanzata di Tony Stark.
