Pascale Arbillot fait Science po avant de s’orienter vers une carrière de comédienne. Elle débute en 1993 dans Le cri coupé de Michel Courtois puis tourne sous la direction de Claude Lelouche, Agnès Jaoui, Guillaume Canet ou encore Philippe Lioret.
Au théâtre, on l'a vu ces dernières années dans Adultère de Woody Allen au Théâtre de l'Atelier et L'Amour, la mort, les fringues au Théâtre Marigny.
Cette saison, elle triomphe sur la scène du Théâtre Edouard VII dans Quadrille de Sacha Guitry aux côtés de Florence Pernel et François Berléand.