Urodziła się w mieszanej rodzinie jako jedyna córka i starsze dziecko aktorkiBlythe Danner (ur. 3 lutego 1943)[3] i Bruce’a Weigerta Paltrowa (ur. 26 listopada 1943, zm. 3 października 2002)[4], reżysera i producenta telewizyjnego. Dorastała z młodszym bratem Jakiem (ur. 26 września 1975)[5].
Przodkowie aktorki mieszkali wzaborze rosyjskim. Rodzina ojca przez pokolenia zakorzeniona była wMińsku i okolicach wWielkim Księstwie Litewskim[6]. Meyir Paltrowitz, pradziadek aktorki urodził się w Bostonie, był synem Simchy Paltrowicza (ze wsiŁuby-Kurki, od 1872 w USA[7]) i Tsipory Levitanski[6]. Simcha był okresoworabinem wNowogrodzie[8] (gazeta „Dziennik” podaje że wKrakowie[9], choć Gwyneth Paltrow nazwy tego miasta nie wymienia, a powołuje się na pochodzenie rodziny ojca z Białorusi[6]).
Po kilku miesiącach zajęć zdecydowała się poświęcić karierze aktorskiej[13]. Po raz pierwszy wystąpiła na małym ekranie w dramacieCBSHigh (1989) reżyserowanym przez swojego ojca zZachem Braffem,Roxann Dawson iCraigiem Fergusonem. Dwa lata później zadebiutowała na kinowym ekranie w dramacieWrzask (Shout, 1991) u bokuJohna Travolty iHeather Graham, a także pojawiła się jako Wendy w obrazieStevena SpielbergaHook (1991).
Przełomem w jej karierze okazała się rola żony oficera śledczego (Brad Pitt) pracującego w wydziale zabójstw w thrillerze Davida FincheraSiedem (Se7en, 1995), za którą była nominowana do nagrodySaturna. Wystąpiła także w teledyskuMelissy EtheridgeI Want to Come Over (1995). Kreacja Emmy Woodhouse w filmowej adaptacji powieści Jane AustenEmma (1996) przyniosła jej nagrodę Złotego Satelity. Zebrała dobre recenzje za występ w remake'u klasycznym obrazieWielkie nadzieje (Great Expectations, 1998) u bokuEthana Hawke’a iRoberta De Niro oraz otrzymała nagrodę Blockbuster Entertainment za postać Emily Bradford Taylor w thrillerze kryminalnymMorderstwo doskonałe (A Perfect Murder, 1998) zMichaelem Douglasem iViggo Mortensenem.
Sukcesem była kreacja Violi De Lesseps, miłości młodegoWilliama Szekspira (Joseph Fiennes) w filmie kostiumowym Johna MaddenaZakochany Szekspir (Shakespeare in Love, 1998), za którą została uhonorowana m.in. nagrodąOscara, nagrodąZłotego Globu nagrodą Empire i zdobyła nominację do nagrodyBrytyjskiej Akademii Filmowej (BAFTA). W 2002 roku odniosła sukces na scenie londyńskiego teatru Donmar Warehouse w spektakluDowód wyreżyserowanym przezJohna Maddena, dwa lata później przeniesionym na duży ekran.
W 2008 roku Paltrow założyła Goop – początkowobiuletyn dot. stylu życia, który następnie rozrósł się do postaci sklepu internetowego[15]. Goop jest krytykowany za sprzedawanie drogich produktów[16] oraz promowanie i reklamowanie pseudonaukowych metod leczniczych i porad[17], takich jak lewatywy z kawy[18] czy naklejki, które miały przywracać „równowagę częstotliwości energii w naszych ciałach”[19]. Goop sprzedawał też kosmetyki zawierające te same szkodliwe chemikalia, których używania radził unikać[20].
Za sugerowanie w reklamach, że produkty przedsiębiorstwa opierają się na badaniach naukowych, Goop został pozwany przez amerykańską administrację rządową[21][22].
Goop wraz zNetflixem stworzył kilka produkcji dokumentalnych (w których wystąpiła również Paltrow), za co platforma zajmująca się strumieniowaniem spotkała się z krytyką, a samo pojawienie się tych produkcji na Netfliksie uznane zostało za „epickie zwycięstwo pseudonauki”[21][23]. Sama seria tych dokumentów również była krytykowana[24][25].
Od grudnia 1994 do maja 1997 związana była z aktoremBradem Pittem[27]. 5 grudnia 2003 poślubiłaChrisa Martina, lidera rockowej grupyColdplay[28], z który ma dwoje dzieci: córkę Apple Blythe Alison (ur. 14 maja 2004)[29] i syna Mosesa Bruce’a Anthony’ego (ur. 8 kwietnia 2006). Paltrow w marcu 2014 ogłosiła, że rozstała się z Martinem[30][31]. W kwietniu 2015 roku Paltrow wystąpiła o rozwód z Martinem[32]. 8 stycznia 2018 zaręczyła się z producentem filmowymBradem Falchuckiem, za którego wyszła we wrześniu 2018 para w Hamptons naLong Island[33].
