Se formou em Artes Cenicas na USP e participou de peças do circuito alternativo de São Paulo. Fez parte do Nucleo Bartolomeu de Depoimentos, um grupo de Teatro Hip-Hop.

O seu primeiro papel em telenovelas foi em Mulheres Apaixonadas da Rede Globo. Paula viveu Rafaela, personagem lésbica que tinha um romance com Clara (interpretada por Aline Moraes). Apesar do receio das atrizes e da produção, as personagens fizeram sucesso com os telespectadores, o que fez com que as duas atrizes formassem o primeiro casal homossexual bem aceito pelos público, que inclusive torceu para o final feliz das personagens.

Antes, a atriz trabalhou por três meses na série Sandy & Junior, em que interpretou Carol, namorada do protagonista. Ela conseguiu o papel por um teste feito na Rede Globo, em sua terceira tentativa de entrar na emissora. Paula já havia apresentado também o programa "Sexualidade, Prazer em conhecer" na Tv Futura.

Há alguns anos, Picarelli participou das filmagens de Foliar Brasil, dirigido por Carolina Paiva. O documentário, gravado em Salvador, conta histórias de festas brasileiras, principalmente do carnaval, e utiliza nomes de personagens da antiga comédia italiana. A personagem de Paula é Colombina, que vai à Bahia procurar suas origens. Um dos locais utilizados como cenário foi o trio de Daniela Mercury durante o carnaval de 2004.

Em 2005, fez um espetáculo solo chamado "Do que Orlando me Disse", inspirado no Orlando da Virginia Wolff, com direção de Georgete Fadel e, em 2007, fez, junto com a Cia Estupida, a peça Como me Tornei Estupido, baseada no romance homônimo de Martin Page.

Atualmente ela é apresentadora do programa de literatura Entrelinhas da TV Cultura, que é exibido aos domingos, com reprise durante a semana. O programa fala sobre literatura, com matérias sobre lançamentos de livros, entrevistas com autores e dicas de leituras.

Entre seus maiores sucessos, está a personagem Rafaela, interpretada em 2003, na novela Mulheres Apaixonadas da Rede Globo.

Atualmente, Paula Picarelli mora em São Paulo