Après ses premiers rôles (Le Fric, Les Loups dans la bergerie, Dans la gueule du loup), elle joue la victime dans Compartiment tueurs de Costa-Gavras. à la télévision, elle est la partenaire de Geneviève Grad dans le feuilleton Chambre à louer (1965). En 1973, elle est en vedette avec Jean-Claude Pascal dans un feuilleton télévisé quotidien Le Temps de vivre et le temps d'aimer de Louis Grospierre. En 1975, elle joue son rôle le plus célèbre, la mère de la victimeIsabelle Huppert, dans Dupont Lajoie d'Yves Boisset. Dans les années 1980, elle est la partenaire d'Alain Delon dans plusieurs films comme Trois hommes à abattre et Pour la peau d'un flic. Depuis 2008, on peut la voir dans le feuilleton français Plus belle la vie. Elle dispense depuis quelques années des cours de théâtre à l'Ãcole internationale de création audiovisuelle et de réalisation (à  Paris). En 1957, elle épouse Pierre Mondy dont elle divorce quelques années plus tard. Pascale Roberts est de religion bouddhiste.