Née à Los Angeles, fille du producteur de télévision Bruce Paltrow et de la comédienne Blythe Danner, Gwyneth Paltrow fait ses études à la Spense School de New York et à l'Université de Santa Barbara avant d'assurer la tête d'affiche de divers spectacles du Williamstown Theater, dont "Picnic" et "La Mouette".

Quelques mois après avoir donné la réplique à John Travolta dans SHOUT, une rencontre fortuite avec Steven Spielberg lui vaut le rôle de Wendy dans HOOK.

Elle tourne ensuite avec Blythe Danner la mini-série DOUTE CRUEL, suivi de FLESH AND BONE, le thriller d'Harold Becker où elle interpréte la compagne de James Caan, puis, MALICE avec Nicole Kidman, MRS. PARKER ET LE CERCLE VICIEUX d'Alan Rudolph, dans le rôle de la flamboyante "Paula Hunt".

On la remarque ensuite dans SEVEN de David Fincher ou elle est la charmante femme de Brad Pitt, dans SYDNEY, avec Samuel L. Jackson et THE PALLBEARER, en vedette avec David Schwimmer.

Gwyneth Paltrow a tourné récemment DU VENIN DANS LES VEINES, avec Jessica Lange. Elle tourne actuellement le rôle de Marge dans THE TALENTED MR. RIPLEY d'Anthony Minghella, remake de PLEIN SOLEIL ou elle a pour partenaire Matt Damon.