Elle a vécu au Mexique pendant son enfance. son père mexicain et sa mère anglaise étaient des musiciens hippies. Après leur mariage à Londres dans les années 1970, il se rendirent à Mexico lorsque leur fille avait 5 mois, et ils divorcèrent 4 ans après. Paloma s'en revint au Royaume-Uni avec sa mère en 1985, mais vit dans les deux pays.
Elle a commencé à suivre une formation d'actrice dès l'âge de 5 ans et apparaît très tôt dans les théâtres londoniens, ainsi que dans des productions télévisées britanniques.
Elle a étudié l'anglais et l'art dramatique à l'université de Bristol.
Son compagnon est l'écrivain
Alex Garland auteur d'une oeuvre dont s'inspire le film
La Plage (The Beach, 2000) et du scénario de
28 Jours plus tard (28 Days Later..., 2002).