Paola Arnesano nasce a Bari nel 1969. Studia canto con il soprano Maria Grazia Pani e contemporaneamente recitazione con Antonella Porfido e Franco Damascelli. Il suo esordio come jazz singer risale alla fine degli anni '80, con il quintetto a suo nome con cui occasionalmente ancora collabora, formato da Mario Rosini al piano, Vito Di Modugno al basso, Michele Di Monte alla batteria e Tonino Semeraro al sax. Nel frattempo con lo stesso Di Modugno e con Nico Marziliano ha modo di studiare pianoforte. Con il m. Luigi Giannatempo studia arrangiamento. Innamorata del jazz samba e della bossanova, ne studia lingua e repertorio, che sfocierà nella costituzione di gruppi stabili agli inizi degli anni 90 come Abrasileirado e Trio de Janeiro, di cui è coleader Guido Di Leone. Fondamentalmente attratta dalle cantanti cool degli anni 50, inizia ad affrontare progetti originali, come canzoni italiane degli anni 40 in chiave jazz, o brani più moderni mai cantati, ai quali aggiunge testi. Inizia nello stesso periodo anche a comporre, ed il tutto sfocierà nei suoi due primi dischi. Nel frattempo viene chiamata a far parte stabilmente del quartetto del contrabbassista Attilio Zanchi, con Guido Di Leone e Gilson Silveira. Ha collaborazione stabile, inoltre, con Davide Santorsola, Mimmo Campanale e Maurizio Quintavalle. In quel periodo arriva al secondo posto al Premio Urbani. Insieme a Di Leone inizia a collaborare con grossi nomi del panorama jazzistico italiano, come Roberto Ottaviano, Angelo Adamo, Gianni Cazzola, Ettore Fioravanti, Franco Cerri, Gianni Basso, Luigi Bonafede, Tiziana Ghiglioni, Marco Micheli, Franco Cerri, Gianni Basso, Massimo Manzi, Tomaso Lama, Gianluca Petrella, Daniele Scannapieco, Aldo Vigorito, Fabrizio Bosso, Pietro Ciancaglini, Enzo Zirilli, Nicola Stilo, Renato Sellani, Dado Moroni, con il quale ha tuttora una collaborazione stabile sfociata in un disco in duo. La sua attivita' concertistica l'ha portata in Spagna, Portogallo, Francia, Germania, Svizzera e Austria. Ha tenuto diversi seminari in scuole ed università italiane. Da qualche anno è anche stabilmente nel quartetto vocale Faraualla, collaborando con musicisti di grosso calibro come Noa, Maria Pia De Vito, Paolino Dalla Porta, Francesco Sotgiu, Andrea Parodi, Pino Minafra. E' docente presso la scuola Il Pentagramma di Bari dal 1993, ove insegna canto, armonia e tecnica d'improvvisazione.

La sua carriera è ben rappresentata da dischi a suo nome:

Ha partecipato inoltre ad altre incisioni: