Паулина Гайтан начала сниматься в возрасте 9 лет, а в возрасте 12 лет сыграла главную роль в ленте мексиканского режиссера Луиса Мандоки "Невинные голоса", рассказывающей о гражданской войне в Сальвадоре. У нее была главная женская роль в фильме Джоджи Кэри Фукунага "Без имени", где она играла в роли Сайры, которая присоединяется к своему отцу и дяде, когда они пытаются мигрировать из Гондураса в США, а заканчивает свое путешествие с Эль Каспером, членом банды, которого играет актер Эдгар Флорес.

Паулина также играла девушку, похищенную работорговцами, в 2007 году в фильме "Рабство" вместе с Кевином Кляйном. Она сыграла Сабину, главную роль в мексиканской драме ужасов "Мы то, что мы есть" (Lo Que Somos Hay). Кроме того, она сыграла Zuvely в короткометражном фильме En Tyc Manos , который был выпущен в 2010 году .

Паулина Гайтан приглашена в качестве одной из звезд в сериал телеканала ABC "Река" Стивена Спилберга в 2012 году.