1972'de Los Angeles Kaliforniya'da dünyaya gelen Gwyneth Paltrow, yönetmen bir baba, oyuncu bir anneye sahip. Sanatçı bir ailede yetişen güzel oyuncu New York şehrinde kızlara özel Spence School'daki eğitiminin ardından California Üniversitesi'nde Antropoloji bölümüne girdi.

Oyunculuk hayali için üniversite öğrenimini yarıda bıraktı. Oyunculuk alanındaki ilk deneyimini 1990 yılında Picnic adlı oyunla gerçekleştirdi; 1991'de Shout isimli filmle oyunculuk kariyerine başladı. Aynı yıl Steven Spielberg, Kanca adlı filminde Genç Wendy rolünü ona verdi ve Gwyneth Paltrow ismi duyulmaya başladı. Yıldızının parlaması 1993 yapımı Flesh and Bone ile oldu.  Paltrow, 1998'de Aşık Shakespeare’deki rolüyle, "En İyi Kadın Oyuncu" dalında Altın Küre ve Oscar kazandı.

1994 yılında Brad Pitt ile birlikte olmaya başladı. Pitt'in de desteğiyle, ilk önemli filmi Seven'da ünlü oyuncunun karısı rolünde yer aldı. Yetenekleriyle dikkat çektiği asıl rolü ise 1996 yapımı Emma filmindeki Emma Woodhouse karakteriydi.

Sinema kariyerine başrollerinde yer aldığı Great Expectations, Sliding Doors, A Perfect Murder ve Shakespeare in Love filmleriyle devam etti; Shakespeare in Love'daki performansıyla Oscar Ödülü'ne layık görüldü.

1998 yılında nişanlısı Brad Pitt ile yollarını ayırdı. Pitt'in ardından bir süre Ben Affleck ile beraber olan Paltrow'un aşktaki son durağı 2003 yılında evlendiği, Coldplay'in solisti Chris Martin oldu. Bu evlilikten iki çocuğu olan çift 2014 yılında yollarını ayırdı.