Après avoir effectué ses études à la Slade School puis à la London School of Art de Londres, Paule Vézelay a sa première exposition dès 1918 à Londres. En 1922, elle devient membre du London Group. Elle se rend en 1926 à Paris et sera marquée par le Cubisme, que Braque pratiquait à cette époque. En 1928, elle se tourne vers l'abstraction et participera l'année suivante, et jusqu'en 1937, au Salon des surindépendants. En 1934, elle fait partie du mouvement Abstraction-Création : elle réalise à ce moment des natures mortes très stylisées au point de devenir tout à fait abstraites, qui témoignent de l'influence du Purisme, en particulier grâce à leur gamme colorée. Ses sculptures sont alors marquées par l'art de Jean Arp. En 1937, elle commence sa série des Lignes dans l'espace (Lines in space n° 10 ; 1950, musée de Grenoble), qu'elle exposera d'ailleurs à la gal. Jeanne Bucher à Paris et qui sont peintes ou effectivement constituées de réseaux de fils tendus devant un fond sur lequel sont peintes des formes organiques. En 1939, elle est invitée à la première exposition du groupe Renaissance plastique, qui devait devenir le Salon des réalités nouvelles. Elle rentre en Grande-Bretagne en 1939 puis s'installe à Londres en 1942. En 1946, elle participe au premier Salon des réalités nouvelles, où elle figurera jusqu'en 1951. Elle fait partie en 1953 de la section britannique du groupe Espace. L'art de Paule Vézelay, qui est resté très marqué par les formes de Jean Arp, mais aussi de César Domela et dans une certaine mesure par celles de Moholy-Nagy, appartient à la tendance de l'Abstraction géométrique mais la sensibilité continue à y tenir une large place. En 1983, une exposition rétrospective de son œuvre a été organisée à la Tate Gal. de Londres. Ses œuvres sont conservées dans de nombreux musées britanniques ainsi qu'au musée de Grenoble.