Pauline werd geboren in Berlijn, als derde kind en oudste dochter van Willem van Oranje Nassau en Wilhelmina van Pruisen. Zij werd vernoemd naar tsaar Paul van Rusland, de Ùtpolitieman van EuropaÙu. Vanaf 1803 woonde het gezin in Fulda (Hessen), het aan haar vader toegekende vorstendom. Als vijfjarige logeerde zij met haar oudere broers bij hun grootouders op Oraniënstein. Bij die gelegenheid gaf ze Willem V zelfgemaakte kousenbanden voor zijn verjaardag, waaraan zij de hele winter had gewerkt.
Na de nederlaag van het Pruisische leger in oktober 1806 sloeg het gezin op de vlucht voor de oprukkende Fransen. Op weg naar Koningsbergen werd Pauline ÙX die al vanaf haar geboorte een zwakke gezondheid had ÙX ernstig ziek en haar ouders besloten daarom in Freienwalde, ten noorden van Berlijn, te blijven. Volgens de arts leed Pauline aan zenuwkoorts. Ze overleed daar op zesjarige leeftijd, en werd er in allerijl begraven. Haar ouders lieten in 1813 een door de beeldhouwer Godfried Schadow vervaardigd monument op haar graf plaatsen. In 1911 werd zij bijgezet in de koninklijke grafkelder in de Nieuwe Kerk te Delft, tussen haar ouders (Van Beusekom, 179-180).