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 Caractérisation et la cartographie des pigments et liants pour la représentation des étoffes dans les tableaux italiens de la première moitié du XVIe siècle" 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, sous la responsabilité de Laure Chevalier, à l'étude scientifique de La Madone Chatron, ainsi qu'à celle d'œuvres graphiques.