Après une activité d'avocate et une formation en "Droit et techniques scientifiques de l’expertise des œuvres d’art" à l'Université Panthéon-Assas (DU - 2019), Pauline Deschamps-Kahn poursuit un parcours universitaire en histoire de la peinture de la Renaissance italienne, à l'École Pratique des Hautes études (EPHE/PSL). Elle est l'auteur d'un mémoire de recherche sur "Les dessins sous-jacents des peintres florentins de la première moitié du XVIe siècle". Sa thèse de doctorat intitulée "La représentation des étoffes par les peintres italiens à la Renaissance (1480-1545) : sources, matériaux et matérialités" explore à la fois l'utilisation des pigments à la disposition des peintres du Cinquecento, mais aussi la pratique picturale relevant de leurs ateliers. Pour le volet proprement scientifique de ses recherches, Pauline Deschamps-Kahn est rattachée, depuis 2023, au laboratoire des musées de France (C2RMF).
Après avoir effectué un stage au sein du cabinet AGALMATA en 2020, elle collabore de façon indépendante à l'étude scientifique de La Madone Chatron, sous la responsabilité de Laure Chevalier.