Géraldine Pailhas a commencé par un petit rôle dans
Trois Places Pour Le 26 mais pour un grand du 7ème art, Jacques Demy. Elle est remarquée dans
La Neige Et Le Feu de Claude Pinoteau pour lequel elle obtiendra en 1992, le César du meilleur espoir féminin. La même année, elle décroche un rôle dans
Ip5 de Jean-Jacques Beineix, dernier film d'Yves Montand. Elle participe à des films de groupe comme la folle aventure corse dans
Les Randonneurs de Philippe Harel, l'expérience fantastique de
Peut-être et les échanges libres des années 1970 de
La Parenthese Enchantee.
Après une petite pause, elle partage l'affiche de
L'Adversaire avec Daniel Auteuil. Avec Vincent Lindon et Facrice luchini, elle questionne
Le Coût De La Vie puis rencontre Patrick Bruel dans
Une Vie à T'Attendre.
En 2004,
Géraldine Pailhas joue dans
5x2 sous la direction de François Ozon puis elle interprète Rachel dans l'étrange drame de Robin Campillo,
Les Revenants. L'année suivante, elle joue dans
Les Chevaliers Du Ciel de Gérard Pires auprès de Benoît Magimel et Clovis Cornillac puis dans
Le Héros De La Famille de Thierry Klifa.
En 2006,
Géraldine Pailhas accompagne Edouard Baer et Charles Berling dans
Je Pense à Vous de Pascal Bonitzer. En 2007, elle joue dans
Le Prix à Payer et en 2008, elle enchaîne les films avec
Didine,
Les Randonneurs à Saint Tropez et
Espion(s).
En 2009, elle est membre du jury du festival de Deauville.
L'année suivante,
Géraldine Pailhas joue dans
Bus Palladium sous la direction de son compagnon Christopher Thompson puis donne la réplique à Catherine Deneuve dans
Les Yeux De Sa Mère.