Η Παυλίνα Μαρινάκη γεννήθηκε στην Αλεξανδρούπολη στις 22 Σεπτεμβρίου 1964. Τελείωσε με άριστα το Λύκειο στην Αλεξανδρούπολη το 1982 και εισήλθε με Πανελλήνιες εξετάσεις στην Ιατρική Σχολή του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών, από όπου αποφοίτησε με το βαθμό άριστα το 1988. Μετά από αρχική ειδίκευση στην Παθολογία συνέχισε την εξειδίκευσή της στην Αιματολογία στη Μεγάλη Βρετανία, όπου εργάστηκε για 5 χρόνια (από το 1991 έως το 1995), σε ένα πρόγραμμα εκπαίδευσης που κάλυπτε όλους τους τομείς της πολύπλευρης αυτής ειδικότητας και για το λόγο αυτό η υπηρεσία ήταν κυκλική σε διάφορα νοσοκομεία (Glasgow Royal Infirmary, Royal Infirmary of Edinburgh - Μεταμόσχευση μυελού των οστών, Αιμόσταση και Θρόμβωση, Victoria Infirmary of Glasgow– Μονάδα Λεμφωμάτων, Glasgow Stobhill Hospital – Γενική Αιματολογία, Royal Maternity Hospital of Glasgow – Αιματολογία της κυήσεως, Sick Children's Hospital of Edinburgh – Παιδιατρική Αιματολογία, Law Hospital, Carluke - Αιμοδοσία). Απέκτησε τον τίτλο ειδικότητας της Αιματολογίας στην Ελλάδα τον Οκτώβριο 1997. Από το Σεπτέμβριο 1995 ως το Μάιο 1997 εργάστηκε ως επιστημονική συνεργάτιδα στο Αιματολογικό Τμήμα της Α’ Πανεπιστημιακής Παθολογικής Κλινικής του Νοσοκομείου ΑΧΕΠΑ Θεσσαλονίκης και στη συνέχεια από το Μάιο 1997 μέχρι και τον Φεβρουάριο 2000 στην Αιματολογική Κλινική του Θεαγενείου Νοσοκομείου. Από τον Μάρτιο 2000 μέχρι το Δεκέμβριο 2002 εργάσθηκε ως Επιμελήτρια στο Αιματολογικό Τμήμα του Νοσοκομείου Παπαγεωργίου, από όπου παραιτήθηκε και από τον Ιανουάριο 2003 διατηρεί ιδιωτικό ιατρείο στη Θεσσαλονίκη. Παράλληλα, από τον Ιανουάριο 2003 μέχρι σήμερα, εργάζομεται ως σύμβουλος Αιματολόγος στο Ιατρικό Διαβαλκανικό Κέντρο και στη Βιοκλινική Θεσσαλονίκης και από το 2004 στην Κλινική ΓΕΝΕΣΙΣ στη Θεσσαλονίκη.
Τον Νοέμβριο 1999 αναγορεύθηκε διδάκτωρ της Ιατρικής Σχολής του Δημοκριτείου Πανεπιστημίου Θράκης (με βαθμό άριστα), με τίτλο διδακτορικής διατριβής «Μεταμοσχεύσεις σε αιματολογικές και άλλες κακοήθειες με χρήση περιφερικών προγονικών κυττάρων». Η συλλογή υλικού, ο ερευνητικός σχεδιασμός της μελέτης και η όλη εκπόνηση αυτής, πραγματοποιήθηκαν στην Πανεπιστημιακή Αιματολογική Κλινική του Νοσοκομείου Royal Infirmary της Γλασκώβης, με την καθοδήγηση του καθηγητού Ian M. Franklin.
Είναι μέλος της British Society for Haematology, της European Hematology Association και της Ελληνικής Αιματολογικής Εταιρείας.
Την τελευταία δεκαετία ασχολείται ιδιαίτερα με τη θεραπεία λεμφωμάτων, χρονίων λευχαιμιών, μυελοδυσπλαστικών και μυελοϋπερπλαστικών συνδρόμων, καθώς και με την Αιματολογία της κυήσεως και ιδιαίτερα με γυναίκες με καθ’ έξιν αποβολές.