Pauline Brousseau a obtenu un B.Sc. en biologie de l'Université du Québec à Montréal, une M.Sc. en microbiologie-immunologie de l'Université de Montréal et un Ph.D. en médecine expérimentale de l'Université McGill (1983). Elle a par la suite travaillé pour la compagnie Bio-Recherche comme responsable du laboratoire d'immunopharmacologie/immunotoxicologie. En 1993 elle retourne en recherche fondamentale, à l'UQAM d'abord puis à l'INRS - Institut Armand-Frappier. Depuis février 2001, elle dirige la division de la recherche contractuelle de la compagnie Biophage.