Foram 10 anos –desde 1984 – cantando ao lado do maestro Antonio Carlos Jobim, participando da gravação dos álbuns "Passarim" (1986-Universal), "Antonio Brasileiro" (1993-Som Livre), "Tom Jobim Inédito” (1995-BMG), “Tom canta Vinicius” (2000- Jobim Music/ Universal) e apresentando-se no Brasil, Japão, Europa, Canadá e Estados Unidos, destacando-se concertos realizados no Carnegie Hall e no Lincoln Center.

Tudo começou 4 anos antes, no grupo vocal Céu da Boca, formado pela carioca Paula Morelenbaum com Maúcha Adnet, Verônica Sabino, Marcia Ruiz, Rosa Lobo, Lidia Sacharny, Ronald Valle, Dalmo Medeiros, Chico Adnet, Paulo Malaguti e Paulo Brandão, com quem gravou os albuns "Céu da Boca" (1981-Polygram) e "Baratotal" (1982-Polygram), e realizou durante esses 4 anos shows por todo o Brasil.

Em 1989 concilia os show com Antonio Carlos Jobim e faz parte da montagem do musical "Lamartine para inglês ver", de Antônio de Bonis, cantando e representando, ao lado dos atores Vera Holtz, Guida Vianna, Fábio Junqueira e Paulo Andrade.

No ano seguinte, iniciou sua carreira solo em Nova York, apresentando-se em diversos clubes de jazz como o Birdland, acompanhada por músicos americanos.

Em 1991 grava o cd Amazonas/Familia Jobim (Som Livre) com a Nova Banda.

Em 1992 acompanhada pelos músicos Igor Eça (baixo), Felipe Poli (guitarra e violão), Daniel Jobim (teclados), Domenico Lancellotti, (bateria) e Luiz Jakka (percussão), lançou seu primeiro álbum solo, "Paula Morelenbaum" (Camerati), produzido por Jaques Morelenbaum, que participou também como instrumentista e arranjador em algumas faixas. O disco inclui canções de Gilberto Gil, Chico Buarque, Caetano Veloso, Rita Lee, Arrigo Barnabé, Paulo Jobim, José Miguel Wisnik, Gershwin, Vinicius de Moraes e Tom Jobim que também participa de duas faixas do cd. Com esse álbum, Paula foi contemplada com o Prêmio Sharp de Música 1993, na categoria "Revelação Feminina Pop-Rock".

Nesse mesmo ano cantou no “Songbook Vinicius de Moraes” e no “Songbook Dorival Caymmi” (Lumiar Discos), produzido por Almir Chediak

Em 1994 realizou o show "Chica-chica-boom-chic", apresentando parte do repertório de Carmem Miranda, numa releitura contemporânea, com arranjos de sua autoria. Excursionou com o show por todo o Brasil.

Em 1995, formou com Paulo Jobim, Daniel Jobim e Jaques Morelenbaum, o Quarteto Jobim Morelenbaum, um quarteto vocal e instrumental de formação camerística aclamado pela crítica e público cujo repertório era baseado na obra de Antonio Carlos Jobim, com arranjos fiéis aos do compositor, perpetuando seu estilo. Paula concilia os shows com a gravidez e em 1996 nasce Dora.

Em 1999 o quarteto lança o álbum "Quarteto Jobim-Morelenbaum" (Velas/Sony Music) e se apresenta pelo Brasil, Estados Unidos, Europa e Asia.
Nesse mesmo ano Paula atuou ainda no álbum "Smoochy", de Ryuichi Sakamoto, no “Songbook Chico Buarque” (Lumiar Discos), e na trilha sonora de Antonio Pinto para o filme "Menino Maluquinho", de Helvécio Raton.

Em 2001, com Ryuichi Sakamoto e Jaques Morelenbaum formou o trio Morelenbaum2/Sakamoto e com ele gravou os CDs “Casa” (Kab/Universal Music), uma homenagem a Antonio Carlos Jobim, gravado na própria casa do maestro e o CD “Live in Tokyo 2001” (Warner Music Japan), gravado no Akasaka Act Theater, no Japão.

Em 2002 volta a Toquio para o show “Get’s bossa-nova”, que tambem contava com a participação de Roberto Menescal, Marcos Valle Bossacucanova, Moska, e Leny Andrade. Nesse mesmo ano sai em tournee com o trio Morelenbaum2/Sakamoto divulgando o CD “Casa” pelos Estados Unidos e Europa, que é aclamado pela crítica internacional.

Em 2003 o trio gravou o álbum “A Day in New York” (Kab/Universal Music), que assim como a CD “Casa” foi aclamado pela crítica internacional e nacional, em sua tournee de lançamento mundial. Esse último álbum foi agraciado com o Prêmio Tim de Musica 2004 na categoria de “melhor Grupo de MPB”.

Também em 2003 sai o DVD “3 years” (Warner Japan), que ilustra três anos do trio Morelenbaum2 /Sakamoto, em gravações e tournées pelo mundo.
No mesmo ano, Paula participa dos álbuns “Nossa bossa” (BMG) produzido por Celso Fonseca, e “Conversations” (Noon Productions) do grupo holandes Vander Feen, em Amsterdam.

Em 2004, Paula Morelenbaum lança seu segundo álbum solo "Berimbaum" (Mirante/Farol Musica/Universal Music) onde homenageia o "poeta da bossa-nova" Vinicius de Moraes, numa concepção moderna e eletroacústica, que é produzido por ela em parceria com Antonio Pinto, Leo Gandelman, Celso Fonseca, Bossacucanova e Beto Villares. Para apresentar esse trabalho, Paula convidou os musicos Dudu Trentin, teclados e samples; Fernando Caneca, violão; e Alex Fonseca, bateria e samples e excursionou pelo Brasil e pelos principais países da Europa com grande sucesso de público, e obteve críticas excelentes sobre o show e o cd, que além de ter sido lançado no Brasil, na Italia, França, Espanha, Estados Unidos, Argentina, e Chile pela gravadora Universal Music, foi lançado em Portugal pela Farol Música e no Japão pela Columbia Japan.
A música “Tomara”, faixa que abre o álbum, é escolhida pela Rede Globo de Televisão para ser abertura da novela “Começar de novo” 2004/2005.

Em Maio de 2005, Paula divulga o “Berimbaum” em Nova York com dois shows no Joe’s Pub, obtendo uma crítica excelente do jornalista Jon Pareles do “The New York Times” e tambem se apresenta em um show no Museu de Historia Natural de NY produzido pela Ong The Nature Conservancy homenageando o Brasil e o compositor Antonio Carlos Jobim. Em Julho volta a Italia com seu album, para se apresentar em Roma e Palermo, e no final do mês, faz uma serie de oito shows em Toquio, no Blue Note, dessa vez com a participação especial de Jaques Morelenbaum.
Nesse mesmo ano, Paula participa do álbum de George Moustaki, “Vagabond” (Virgin/EMI) cantando com ele a faixa “Tom”, e também da trilha sonora composta por Jaques Morelenbaum para o filme “Paid” do diretor holandes Laurence Lamers cantando  “Besame Mucho”. Dentre seus shows mais relevantes, destaca-se o do evento produzido pela ONG WCF, World Childhood Foundation, em São Paulo, com a presença da Rainha Silvia da Suécia, que preside essa Instituição.
O fim desse ano foi coroado com mais uma tournê Européia, onde Paula pode percorrer diferentes cidades ampliando assim a divulgação do seu album “Berimbaum”, que foi lançado em Portugal pela Farol Música, no Brasil, Italia, França, Espanha, Estados Unidos, Argentina, e Chile pela Universal Music, no Japão pela Columbia Japan e mais recentemente na Alemanha, Austria, Escandinávia, e Inglaterra pela Edel Records.

Em 2006 suas mais relevantes performances foram no Festival de México en el Centro Histórico, com seu marido, o cellista Jaques Morelenbaum apresentando o ‘Jaques e Paula Morelenbaum Quinteto’; o show ‘Berimbaum’ com a participação especial de Chico Pinheiro, no Centro Cultural Banco do Brasil em São Paulo; no Helsinki Festival, Helsinki, Finlandia. e a participação no projeto ‘Obra Viva – Baden Powell’ no Sesc Pompéia, em SP.

No início de 2008, Paula finaliza seu novo album “Telecoteco” fruto de sua profunda pesquisa na Musica Pupular Brasileira dos anos 40 e 50, Pré-Bossa Nova, e apresenta vários estilos musicais que tinham uma variante tão rica, talentosa e renovadora como viria a ser a própria Bossa Nova - como os sambas de carnaval antigo, o samba-canção pré-Bossa Nova, incluindo até uma canção norte-americana – que tiveram grande influência na geração dos chamados criadores do movimento, recriadas com um conceito moderno, intergrando o acústico e o eletrônico.
Para “Telecoteco”, Paula conta com uma lista estrelar de Produtores/Arranjadores/ Músicos, como o compositor e pianista japonês Ryuichi Sakamoto; Antonio Pinto, um dos mais requisitados compositores de trilhas sonoras em Hollywood nesses dias, compositor da trilha e temas do filme “Amor no tempo do Cólera” e “Cidade dos Homens” entre outros; Beto Villares, seu parceiro e um fantástico produtor; Leo Gandelman, renomado saxofonista e produtor; o arranjador, produtor, compositor e cellista virtuose Jaques Morelenbaum; Marcelinho Da Lua e Alex Moreira do grupo de Bossacucanova; Gustavo Santaolalla o premiado compositor de trilhas sonoras de filmes como “Babel” entre outros e seu parceiro Juan Compodónico, ambos do grupo argentino Bajofondo; os jovens promissores Chico Pinheiro e Marcos Cunha, respectivamente, violonista e produtor; e dois ícones da Música Popular Brasileira, João Donato e Marcos Valle, dois pilares sustendando e mantendo o frescor e a atualidade da Bossa Nova. Juntos eles recriaram as canções desse novo album, deslocando-as da fossa pré-Bossa Nova para o território dançante da música do século XXI. O show de lançamento do cd - que também saiu no Brasil e em Portugal – teve sua estréia em Tokyo, Japão, com uma temporada no Billboard Live, com seu trio, Pedro Millman, piano acústico e teclados; Marcos Cunha, baixo e violão; Rick De La Torre, bateria e a participação especial de João Donato. Após esses shows, eles também se apresentaram no Rio e São Paulo. A música “Manhã de Carnaval”, faixa que abre o álbum, é escolhida pela Rede Globo de Televisão Brasil, para ser parte da trilha Sonora da novela “Ciranda de Pedra” ;
Também em 2008, Paula se junta a José Miguel Wisnik e Arthur Nestrovisky para uma temporada da aula-show “Vinicius: Palavra e Musica”, e se apresentam em São Paulo, Rio de Janeiro e Natal (RN); esse foi o ano de estréia de Paula como solista de uma Orquestra Sinfônica. Foi em Hannover com a regência de Jaques Morelenbaum e a NDR Pops Oschestra num concerto intitulado Brazil!.
Para coroar 2008, o álbum ‘Telecoteco’, que foi lançado no Japão, Portugal e no Brasil foi eleito pelo jornal O Globo (RJ) como um dos 10 es cds do ano.

Em 2009 o álbum ‘Telecoteco’ é indicado ao ‘Prêmio de Musica Brasileira 2009’ como ‘melhor disco’ na categoria MPB, e também ao ‘Grammy Latino’, na categoria ‘Produção - Melhor Álbum de Engenharia de Gravação’.

Paralelamente aos shows desse álbum, Paula dá prosseguimento a carreira da aula-show “Vinicius: Palavra e Musica”, com uma série de concertos em Portugal, com José Miguel Wisnik e Arthur Nestrovisky, e aos concertos com seu marido Jaques Morelenbaum, apresentando o ‘Jaques e Paula Morelenbaum Quarteto’ destacando-se os Festivais ‘Felijcja Blumental International Music Festival’ em Tel Aviv, Israel o ‘III Momento Bossa Jazz Corumbau’, Bahia e o concerto para o COI, Comitê Olímpico Internacional, no Morro da Urca, RJ.

Um ano repleto de participações em outros álbuns: No primeiro, intitulado ‘Nego’ (Biscoito Fino), produzido por Jaques Morelenbaum, Carlos Rennó e Moogie Canázio, com arranjos de Jaques, Paula canta na faixa título, ‘Nego’; no segundo, ‘Beatles’69 Abbey Road Revisited Vol. 3’ (Microservice), produzido por Marcelo Fróes ela canta ao lado de João Donato a faixa ‘Mean Mr. Mustard’, no terceiro, o cd ‘L’amore che vienne’ (Egea) do cantor e compositor italiano Andrea Sisti, ela divide com ele a faixa título e também a faixa ‘Un bacio rubato’ de autoria de Andrea Sisti e Donovan; en o quarto, o novo cd de Bungaro (Egea), cantor e compositor italiano, ela divide com ele a faixa ‘Arte’.

Também nesse ano Paula grava um novo álbum, "Bossarenova" (Skip Records). Esse cd com a SWR Big Band de Stuttgart, Alemanha, tem arranjos e produção do alemão Ralf Schmid. O própriio título "Bossarenova" já descreve a abordagem feita por Ralf Schmid, que restaura com a ajuda de Paula Morelenbaum e da SWR Big Band, obras da época da Bossa-Nova, preservando suas estruturas. Paula Morelenbaum interpreta peças atemporais como "Águas de Março" e "Chovendo na Roseira", de Antonio Carlos Jobim, "Mas Que Nada" e "Vem Morena", de Jorge Benjor, "Tarde em Itapuã", de Toquinho e Vinicius de Moraes, e resgata a bela "Tempo de Amor", de Baden Powell e Vinicius. Além desses obras primas bossanovistas, eles fazem uma releitura de composições clássicas de Robert Schumann, Heitor Villa-Lobos ou mesmo de Lennon & McCartney em "Blackbird". Paula Morelenbaum é apoiada por dezesseis fantásticos músicos da SWR Big Band, pelo trompetista alemão Joo Kraus, renomado solista de jazz, pelo pianista e arranjador Ralf Schmid e por participações especiais de brasileiros como Filó Machado, Lula Galvão e Portinho.

Para o lançamento do cd na Alemanha, Paula faz uma temporada de concertos com a SWR Big Band e Ralf Schmid e a participação especial de Joo Kraus, destacando-se os concertos em Munique, no Jazzclub Unterfahrt, em Baden-Baden no Mr. M’s Jazzclub e em Heilbronn no Audi Forum Festival.