Elle était la dernière d'une famille de huit enfants ; petit industriel de la soie, son père préféra la faire baptiser par un prêtre réfractaire plutôt que par le curé de la paroisse de Saint-Nizier qui était jureur. Dans son enfance, Pauline entend parler dans sa famille très catholique des hauts faits des missionnaires. Jeune fille, elle fait une chute, tombe malade. Sa mère aurait fait un vœu en offrant sa vie pour la guérison de sa fille. Vœu efficace, faut-il dire car elle meurt alors que Pauline guérit. Ce deuil fait réfléchir l'insouciante jeune fille. À la suite d'un sermon de l'abbé Wurtz sur la vanité, elle se confesse, abandonne ses bijoux, s'habille comme une ouvrière. Elle fait vœu alors de chasteté de corps et d'esprit, bien qu'elle se rende compte qu'elle n'a pas la vocation religieuse. À la suite d'une sorte d'illumination survenue le dimanche des Rameaux, en 1817, elle crée un groupe informel « Les Réparatrices du cœur de Jésus méconnu et méprisé ». C'est alors qu'elle apprend par son frère Philéas, séminariste à Saint-Sulpice, que les Missions étrangères de Paris ont de sérieuses difficultés financières. Pour récolter de l'argent, Pauline et ses Réparatrices créent une association structurée en dizaines, centaines, mille, chacun devant donner un sou par semaine pour la propagation de la foi. C'est en 1822 que cette association devint officiellement l'œuvre de la Propagation de la foi. L'œuvre jouera un rôle de première importance dans le développement du mouvement missionnaire français au XIXe siècle. (Voir Missions catholiques au XIXe et au XXe siècles). À la fin du XIXe siècle, l'œuvre sera présente dans tous les pays de la Chrétienté. Sérieusement malade du cœur, elle décide d'aller en pèlerinage à Mugnano, sur la tombe de sainte Philomène dont le culte restait encore controversé. Elle est d'abord reçue à Rome par le pape Grégoire XVI et lui demande si, au cas où elle reviendrait guérie, ce serait un miracle suffisant pour faire avancer la cause de la sainte. Le souverain pontife répond que oui, persuadé qu'il a affaire à une mourante et qu'il ne faut pas lui refuser cette consolation, comme il le confie en italien à des religieuses présentes. Elle arrive à Mugnano après un voyage épuisant dans la chaleur du mois d'août. C'est la veille de la fête de la sainte et la foule des pèlerins se presse ; le lendemain elle communie et défaille : on la croit morte mais elle reprend ses esprits et demande qu'on la porte jusqu'au tombeau de la sainte, et c'est alors qu'elle se trouve miraculeusement guérie. Le supérieur du couvent fait sonner les cloches pour annoncer la nouvelle tandis que la foule exulte. Après avoir passé quelques jours à Mugnano en prières de remerciements elle retourne à Rome où le pape approuve son œuvre et lui donne sa bénédiction. Pauline décède le 9 janvier 1862 dans la misère et dans l'indifférence générale, déconsidérée, spoliée de son œuvre (d'après Yannick Essertel). Elle fut inhumée dans le caveau familial, au cimetière de Loyasse avant que sa dépouille soit transférée en 1922 dans l'église Saint-Nizier, près de l'autel de la Vierge dans le transept sud. Quant à son cœur, il se trouve dans l'église Saint-Polycarpe. Le pape Jean XXIII la déclare vénérable en 1963. Sa fête est fixée au 9 janvier.