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Figlia del cantautore Gino Paoli e dell'attrice Stefania Sandrelli[2], nel 1984 debutta nel cinema col film Non ci resta che piangere di e con Roberto Benigni e Massimo Troisi, con il tormentone "bisogna provare, provare, provare". Come regista ha diretto il cortometraggio Un amore possibile (2004) e il documentario Piedi x Terra, prodotto da Leone Crescenzi per Shape Studio nel 2007; quest'ultimo narra della sua esperienza con Mobwuto, il bambino malawita adottato circa dieci anni prima con ActionAid Italia.[3]
Nel 1994 si è sposata con l'attore di origine peruviana Blas Roca-Rey da cui ha avuto due figli, Rocco (1997) e Francisco (2004). Nel settembre 2013 i due annunciano la separazione dopo 20 anni di matrimonio.[4]
La Locandiera, regia Paolo Valerio, Francesco Niccolini, con Alex Cendron, Giuliana Colzi, Andrea Costagli, Dimitri Frosali, Massimo Salvianti, Lucia Socci (2018-2019)
Lucrezia Forever! (2020)
La Lisistrata, regia di Ugo Chiti, con Lucianna De Falco, Giuliana Colzi, Andrea Costagli, Dimitri Frosali, Massimo Salvianti, Lucia Socci, Gabriele Giaffreda, Elisa Proietti (2021-2022)
Care amiche di Anat Gov, regia di Nora Venturini (2021)