Pauline Croze est née le 4 mai 1979 en Seine-Saint-Denis, à Noisy le Sec, de parents psychanalyste et professeur. Sa propension à la rêverie la fait s'orienter très tôt vers l'art, le dessin et la musique. Àgée d'une dizaine d'années, elle prend des cours de guitare et de chant. Pourtant, elle n'ose encore se produire seule et doit apprendre à la dompter une grande timidité.
À la fin des années 1990, elle collabore et compose plusieurs titres avec Henri Alisio dit « Quito », du groupe roots caraïbes Senor Holmes. Une expérience qui enrichit d'un jeu syncopé, entre salsa et bossa sensuelle, les compositions que la jeune fille peaufine toujours en secret. Début 2003, elle rencontre Edith Fambuena des Valentins, formation qui s'est définitivement séparée cette année là. Forte de nombreuses collaborations, notamment avec Etienne Daho, cette dernière décide de réarranger une dizaine de chansons du répertoire de la chanteuse. En décembre de cette année-là, Pauline Croze se produit aux festival des Transmusicales de Rennes : c'est la révélation.
Les mois suivants en 2004, elle assure les premières parties de Cali, Miossec et Lhasa. En juin elle signe un contrat avec Wagram et entre en studio pour l'enregistrement de son premier album, toujours sous la houlette d'Edith Fambuena. Un premier single « Larmes » est remarqué par Les Inrockuptibles, qui le font figurer sur leur compilation tremplin CQFD 2004.
L'album intitulé Pauline Croze sort, en guise de clin d'oeil, le jour de la Saint-Valentin le 14 février 2005. Il est encensé par les critiques et est nominé pour le Prix Constantin. Mickaël Furnon de Mickey 3D a participé à l'élaboration de ce recueil de textes intelligents et justes pour cette voix dont le timbre légèrement voilé séduit par sa fraîcheur. Le single « T'es beau » devient un hit et lui permet, fin 2005, de remplir les scènes parisiennes de la Cigale et de la Maroquinerie avant d'envisager de plus importants concerts à travers toute la France.
2006 est l'année de la gloire. S'étant faite connaître dans le registre épuré chant guitare, elle figure sur le disque Putain de Toi, compilation hommage à Georges Brassens avec une reprise du titre « Stances à un cambrioleur ». Arthur H l'invite sur la scène de l'Olympia pour chanter en duo « Sous le soleil de Miami ». En mars, elle est nominée dans deux catégories aux Victoires de la musique. Elle remporte le prix Adami-Bruno Coquatrix, le prix Sacem-Festival Chorus des Hauts-de-Seine et dans la foulée voit son album devenir double disque d'or.
Après son propre Olympia en juin, Pauline Croze gère son succès sans excès et décide d'aller puiser ailleurs son inspiration. Elle voyage au Chili, en Islande et en Jordanie. Son second album Un Bruit Qui Court, paru en décembre 2007, observe un virage inattendu. Son chant que l'on connaissait fragile et aérien se mêle ici à des rythmes et des sonorités africaines qui, volontairement, prennent le dessus dans des titres visiblement faits pour danser. On redécouvre une musicienne exigeante et plurielle ; elle cite Fela Kuti, Bob Marley ou Keziah Jones qu'elle admire, comme principales influences d'un album métissé qu'elle a signé et composé seule, à l'exception d'une chanson. Même si elle a reçu des critiques mitigées, l'artiste signe une évolution pour le moins vivifiante et à son image : toute en finesse.
Dans l'intervalle de cinq ans qui sépare Un Bruit Qui Court de l'album suivant, Pauline Croze compose un titre pour le film Le Bal des actrices de Maïwenn (« Dans les films » est enregistré avec Julie Depardieu) et participe à l'album Confessions d'Un Rap Addict de Ben Mazué, pour lequel elle chante en duo le titre « C'est léger ». De retour en studio avec Edith Fambuena, la chanteuse termine son troisième album Le Prix de l'Eden qui paraît en octobre 2012 avec un titre signé Vincent Delerm, « Dans la ville ».
Honorée entre temps, en 2011, de l'insigne de Chevalier des Arts et des Lettres, Pauline Croze s'attelle ensuite à l'enregistrement de son quatrième album qui marque une nouvelle orientation dans sa carrière. Inspiré comme son titre l'indique par la chanson brésilienne, Bossa Nova, qui voit le jour en mai 2016, abrite une suite de reprises peu académiques auxquelles collaborent Flavia Coelho, Vinicius Cantuaria, Bruno Ferreira, Cali Kamga, Marie Navarro et Manda Sissoko.
