A Tokyo, la spagnola prende parte al torneo olimpico sia nel singolare che nel doppio; nell'evento individuale, Paula raggiunge i quarti di finale, battendo in rimonta Kiki Mladenovic (6(4)-7 6-3 6-0), la n°6 del seeding Iga Świątek (6-3 7-6(4)) e la ex-semifinalista del Roland Garros Nadia Podoroska (6-2 6-3). Tra le ultime otto, è costretta al ritiro prima dell'inizio del secondo set contro la ceca Vondroušová. In doppio, assieme a Sara Sorribes Tormo, cede al secondo turno alle ceche Krejčíková/Siniaková al match-tie-break.