Paula Wellmann studierte Bühnenbild an der Universität der Künste Berlin und Bühnen- und Kostümbild an der Akademie der Künste in Maastricht. Als Bühnenbildassistentin am Berliner Ensemble assistierte sie Bühnenbildnern wie Robert Wilson, Achim Freyer und Karl-Ernst Herrmann. Seit 2015 ist sie als freischaffende Bühnen- und Kostümbildnerin sowie als bildende Künstlerin tätig.

Als interdisziplinäre Künstlerin verbindet sie Malerei, Raum und Kostüm zu überzeichneten, atmosphärischen Bildwelten. Sie arbeitet unter anderem mit Regisseur:innen wie Lucia Bihler, Bonn Park, Emre Akal, Christian Weise, Lilja Rupprecht und Ersan Mondtag zusammen und ist an Theatern wie dem Maxim Gorki Theater, den Münchner Kammerspielen, dem Thalia Theater Hamburg, dem Schauspiel Stuttgart und dem Schauspiel Düsseldorf tätig.

Ihre in Zusammenarbeit mit Ersan Mondtag entstandenen Inszenierungen wurden zum Berliner Theatertreffen und zu den Wiener Festwochen eingeladen. Für ihre Arbeit wurde sie 2017 mit dem Eva-Bonacker-Preis ausgezeichnet und 2020 von „Die Deutsche Bühne” zur Bühnenbildnerin des Jahres ernannt. Seit 2025 ist sie zudem als Gastdozentin an der Hochschule für Schauspielkunst Ernst Busch in der Abteilung Zeitgenössische Puppenspielkunst tätig.