Era figlia di Francesco II Gonzaga, marchese di Mantova e di Isabella d'Este, figlia di Ercole I d'Este duca di Ferrara.
Fu data in educazione all'età di tre anni alle monache del convento di Santa Paola di Mantova. A dieci anni vestì l'abito monacale delle clarisse e cinque anni dopo prese i voti con il nome di suor Paola. Divenne anche badessa del convento.