Paula Hertwig nació en Berlín, Alemania, el 11 de octubre de 1889, hija de Marie Gesenius y Oskar Hertwig.
Doctora en zoología por la universidad de Berlín en 1916, fue profesora universitaria e investigadora del Institut für Vererbungsforschung (Instituto de investigaciones sobre la herencia) de Berlín.
La influencia de su padre fue muy importante en la carrera científica de Paula Hertwig.
Oskar Hertwig (1849-1922) y su hermano Richard Hertwig (1850-1937) fueron los principales introductores de la zoología experimental en Alemania. Ambos trabajaron en la universidad de Jena entre 1860 y 1880, realizando una renovación de la morfología y favoreciendo la cooperación interdisciplinar entre los departamentos de anatomía y zoología.
Richard Hertwig fue profesor de zoología en Königsberg (1881) y Bonn (1883), y desde 1885 director del instituto zoológico de la universidad de Munich. Por su parte, Oskar Hertwig se trasladó a Berlín en 1889, donde ocupó la cátedra de anatomía en la facultad de medicina.
Paula Hertwig realizó sus primeras investigaciones biológicas antes de terminar su carrera universitaria. En enero de 1911 se publicó su primer trabajo científico, titulado: "Durch Radiumstrahlung hervorgerufene Veränderungen in den Kernteilungsfiguren der Eier von Ascaris megalocephala", en el que describía las alteraciones provocadas por rayos X en la división del huevo de Ascaris (lombriz intestinal).
En 1913 comenzó junto a su hermano Günther, año y medio mayor que ella y estudiante de medicina, un estudio de las causas genéticas del hermafroditismo en las plantas del g. Melandrium, generalmente dioicas (es decir, unas plantas con flores femeninas y otras con flores masculinas).
El experimento comenzó cuando encontraron en su jardín de Frankfurt dos plantas de Melandrium hermafroditas, que utilizaron para realizar cruzamientos. En 1916, habían aparecido en los cultivos plantas femeninas, masculinas y hermafroditas en proporción 7:4:9.
Los resultados parciales de este primer experimento parecían indicar que las plantas hermafroditas de Melandrium eran genéticamente machos, y que habían sufrido una mutación en el factor F (factor genético de feminidad). Los experimentos se vieron retrasados a causa de la Primera Guerra Mundial, durante la cual, en ausencia de Günther, Paula se ocupó de los cultivos, y por el posterior traslado a Berlín, alistada en las unidades de ayuda social, trabajó como voluntaria entre 1915 y 1919, siendo asistente de su padre en el Instituto de Anatomía Biológica.
Siendo aún estudiante, en 1913 Paula Hertwig tuvo la oportunidad de pasar unas semanas en la Estación Zoológica de Nápoles junto a su hermano Günther. Este centro de investigación, ligado a las universidades alemanas, fue un laboratorio pionero en biología marina, y fue el lugar donde Oskar Hertwig había realizado los experimentos con los que demostró el mecanismo de la fecundación a nivel celular, utilizando huevos y esperma de erizo de mar.
Paula Hertwig volvería a este centro en 1930 y 1958 en relación con sus propias investigaciones.
En la universidad de Berlín, Paula Hertwig estudió zoología, botánica y química, obteniendo su título de doctorado en 1916 con calificación magna cum laude.
A continuación, realizó estudios postdoctorales en la universidad Friedrich Wilhelms (actualmente, Humboldt Universität).
En 1919 obtuvo la "habilitación" como profesora universitaria, para lo cual presentó un trabajo de investigación titulado "Abweichende Form der Parthenogenese bei einer Mutation von Rhabditis pellio", en el que describía la partenogénesis anormal causada por una mutación en este gusano nematelminto.
Con ocasión de la habilitación de Paula Hertwig, primera mujer habilitada como profesora en las universidades alemanas, el zoólogo Karl Heider se declaró a favor: "No veo que se pueda argumentar nada en contra. La titulación es una consecuencia de los estudios que han realizado las mujeres".
En 1921 Paula Hertwig empezó a trabajar como asistente en el instituto de investigaciones sobre la herencia de Berlín (Institut für Vererbungsforschung) dirigido por Erwin Baur. Este instituto, fundado en 1914, fue el primer centro alemán especializado en genética; en 1922 fue trasladado a Dahlem, y desde 1932 pertenece a la universidad libre de Berlín junto con el resto de los institutos de investigación.
Junto a Paula realizaron investigaciones otras científicas, como Elisabeth Schiemann (que recibió su habilitación en 1924) y Emmy Stein (doctora desde 1914), además de numerosas estudiantes de doctorado.
Entre ellas se contó la española Jimena Fernández de la Vega, que viajó como pensionada a Berlín en 1923 para ampliar estudios en "herencia mendeliana con aplicación a la clínica".
Paula Hertwig trabajó en este instituto durante 25 años, la mayor parte del tiempo sin tener una plaza en propiedad. En 1927 obtuvo una plaza como profesora extraordinaria en la facultad de medicina de Berlín; trabajó en el departamento de anatomía de Franz Keibel, y se encargó de la enseñanza de la genética.
En 1939 obtuvo finalmente su plaza en propiedad, y en 1941 fue nombrada jefe de departamento. Durante estos años, Paula Hertwig realizó sus investigaciones genéticas utilizando ratones de laboratorio. En ellos demostró que las radiaciones podían causar esterilidad en las mujeres, así como efectos mutagénicos de distinto tipo. El aislamiento de diferentes líneas de mutantes permitió crear un modelo para el estudio de enfermedades genéticas humanas.
Las investigaciones que realizó con su colega Helmut Weyers en ratones irradiados les permitieron determinar la causa genética del "síndrome de oligodactilia"; esta enfermedad hereditaria humana, caracterizada por el escaso desarrollo de los dedos, es conocida desde entonces como "síndrome de Hertwig-Weyers".
Tras la segunda guerra mundial, Paula y su hermano Günther recibieron sendos ofrecimientos de la universidad de Halle, a donde se trasladaron en 1946: Günther sería director del Instituto de Anatomía, mientras Paula dirigiría un nuevo Instituto de Biología perteneciente a la facultad de medicina.
Paula Hertwig, que sería la primera profesora en esta facultad, se encargaría también de la enseñanza de la biología general y la genética.
En 1948 se convirtió en la primera decana de la facultad de medicina, cargo que ejerció hasta 1950. En cuanto a sus investigaciones, continuó la línea comenzada con ratones mutantes, trasladando a Halle los ejemplares que había obtenido en Berlín.
Tras la muerte de su hermano Günther, con quien había vivido siempre, Paula Hertwig se trasladó junto con unas parientes, donde vivió desde 1972 hasta su fallecimiento el 31 de marzo de 1983, en Villingen-Schwenningen, Alemania.
Actualmente, existe un premio de investigación que lleva el nombre de Paula Hertwig y su tío Richard: "Paula und Richard von Hertwig Preis für interdisziplinäre Zusammenarbeit für BIOP", patrocinado por el GSF Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit (centro de investigaciones para el medio ambiente y la salud), concedido a trabajos interdisciplinarios sobre cualquier tema relacionado con el medio ambiente y la salud.
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