Paulina Pilch jest doktorem nauk prawnych i radczynią prawną, członkiem Okręgowej Izby Radców Prawnych w Warszawie. Tematem jej pracy doktorskiej było zagadnienia związków partnerskich i małżeństw osób tej samej płci w perspektywie prawno – porównawczej.

Od 2013 r. wykłada na Gender Studies w Polskiej Akademii Nauk; prowadzi zajęcia dla studentów dotyczące praw człowieka, w szczególności w kontekście ochrony praw grup LGBT+. Od 2014 r. jest członkiem Grupy Prawnej fundacji Transfuzja.  Jest wspólniczką kancelarii radcowskiej w Warszawie, wcześniej pracowała w korporacjach i międzynarodowych kancelariach prawnych.

W ramach programu spraw precedensowych Helsińskiej Fundacji Praw Człowieka prowadziła pierwszą precedensową sprawę LGBT przed polskimi sądami dotyczącą odmowy udzielenia świadczeń z ubezpieczenia społecznego i ulg podatkowych parze lesbijek.  Sprawa obecnie oczekuje na rozstrzygnięcie przez ETPCz.

W ciągu blisko 6 lat współpracy w fundacją Transfuzja udzieliła setek porad prawnych dla osób transpłciowych dotyczących zarówno sądowej korekty płci jak i ochrony przed dyskryminacją w życiu osobistym i zawodowym.  W ramach prowadzonej praktyki radcowskiej była pełnomocnikiem w szeregu spraw dotyczących sądowej korekty płci, w tym uznania wyroków sądów zagranicznych.  Po wieloletnim procesie doprowadziła do wydania orzeczenia o sądowej korekcie płci cudzoziemca zamieszkującego na stałe w Polsce i nie mogącego uzyskać podobnego rozstrzygnięcia w kraju pochodzenia.  Reprezentuje osoby transpłciowe również w postępowaniach administracyjnych dotyczących zmiany imienia i nazwiska.