Pauline Oostenrijk studeerde hobo en piano aan het Sweelinck Conservatorium, de voorloper van het Conservatorium van Amsterdam. Haar docenten waren Koen van Slogteren, Jan Spronk, Thomas Indermühle, Han de Vries (hobo) en Willem Brons (piano).
Ze was Nederlands ‘Young Musician of the Year’ in 1986 en won diverse andere prijzen, waaronder de eerste prijs op het hoboconcours Fernand Gillet in Baltimore, wat haar een recital opleverde in Carnegie Hall, New York. In 1999 ontving ze de Nederlandse Muziekprijs.

Van 1993 tot 2018 was ze solohoboïst van het Residentie Orkest in Den Haag. Ze heeft veelvuldig concerten gegeven in binnen- en buitenland als solist en in verschillende kamermuziekformaties. Zo treedt  ze op met onder anderen gitarist Enno Voorhorst, het The Hague String Trio en als lid van het Orlando Quintet.
Pauline Oostenrijk is daarnaast een gedreven docente die zich inzet voor het creëren van meer  ontwikkelingsmogelijkheden voor jonge getalenteerde hoboïsten.