Née à Moscou, Pauline Panassenko se forme en France et en Russie. Après une hypokhâgne au lycée Louis-le-Grand, elle entre à Sci­ences Po Paris. Elle part ensuite aux États-Unis à la Tisch School of the Arts de New York Uni­ver­si­ty. L’année suiv­ante, elle entre au Con­ser­va­toire d’Art dra­ma­tique du VIIIe dans la classe de Marc Ernotte. Elle inté­gre l’École du Théâtre d’Art de Moscou (MHAT) en 2011 alors qu’elle pré­parait un Mas­ter en Études théâ­trales à Paris 3, Sor­bonne nou­velle, sous la direc­tion de Marie-Chris­tine Autant-Math­ieu.