1998年にカナダでコカイン不法所持容疑で拘束されたことがある。1998年から俳優のジョニー・デップと交際し、1999年5月7日に長女（リリー＝ローズ・メロディ・デップ）を、2002年4月9日には長男（ジョン・クリストファー・“ジャック”・デップ三世）を出産。結婚はしていなかったがおしどりカップルとして知られていた。しかし2012年6月、ジョニー・デップと破局したことが代理人を通して明らかになる。2013年から歌手・プロデューサーのバンジャマン・ビオレと交際していたが、2015年に別れている。2016年より映画監督のサミュエル・ベンシェトリと交際し、2017年11月に婚約、2018年6月30日にフランス北部の小さな町で挙式を行い結婚した。妹のアリソン・パラディは女優として活躍中。
叔父である俳優ディディエ・パンの紹介で7歳の時にテレビ出演している。1989年の『白い婚礼』で映画デビューし、セザール賞新人女優賞とロミー・シュナイダー賞を受賞した。1998年には『ハーフ・ア・チャンス』に出演しアラン・ドロンとジャン＝ポール・ベルモンドと共演。1998年にはパトリス・ルコントの『橋の上の娘』でダニエル・オートゥイユと共演した。その後、下記の出産などの理由によりしばらく映画出演はなかったが、2004年にはディディエ&ティエリー・ポワロー兄弟によるSFパニックサスペンス作品『エイリアンVSヴァネッサ・パラディ』で映画に復帰した。シャネルやミュウミュウなどの広告塔にも起用されている。2016年、第69回カンヌ国際映画祭のコンペティション部門の審査員に選出される。
デハ2000 - デハ2050の2両編成を基本とし、当初はこれを2編成組み合わせた4両編成で運用され、1961年以降は昇圧準備として発電ブレーキ機能をカットの上で編成中間にサハ2500・2550形の組み込みを段階的に実施、Mc1 - t - t - Mc2の4両編成となった。1961年以降は2010系での設計変更を反映して前照灯の2灯化が実施され、さらに1963年の新宿 - 笹塚間軌道改良の実施で複線間隔が拡大され、側窓の保護棒が撤去された。昇圧に際しては、主回路を当初の計画通り力行についても1C8M制御へ組み替え、不要となったデハ2050形の主制御器と抵抗器を撤去、さらにデハ2000形の集電装置を運転台側から連結面側へ移設する工事を実施している。また、1966年以降、1969年のATS稼働開始までに全車の空気ブレーキ装置がARSE-D電磁自動空気ブレーキから、より応答性に優れるHSC-D電磁直通ブレーキへ改造されている。本系列は2両編成8本で16両しか製造されず、しかも全電動車方式を前提とする低出力車であったことから運用上は制約が多く、昇圧直後には暫定的に付随車を含むMc1 - T - Mc2 + Mc1 - Mc2として5両編成を組んだ後、2700系や2600系、果ては井の頭線から転用された1700系と、自動加速制御器は備えるが加減速性能の異なる吊り掛け式の各形式を併結して運用された。これらの運用は、本来全電動車方式での運用を前提に計画された高速回転形低出力モーター搭載車に付随車を組み込むという無理を行ったこともあって、主電動機に過大な負担を強いる結果となった。このような事情もあって1966年以降は2010・2500系によるデハ2010形 (Mc1) - サハ2550形 (T) - サハ2500形 (T) - デハ2060形 (Mc2) という4両編成にデハ2000形 (Mc1) - デハ2050形 (Mc2) の本系列2両編成を増結した6両編成で運用されるように変更され、デハ2007 - デハ2057・デハ2008 - デハ2058の2編成については特急運用増発に伴う車両不足を補うため、1968年10月に5000系に準じたアイボリーホワイトの車体に臙脂の帯を巻いた塗装に変更、1971年までこの塗装で特急運用に充当された。その後は京王線で各停運用を中心に充当され、1975年から1976年にかけて乗務員の転落事故防止を目的として、行先表示板が前面中央から乗務員室車掌台側の窓内側へ変更されるなどの小変更が見られたが、基本的には大きな改造がないままに推移した。ただし、本系列および後述する2010系の集電装置については、本来の日立製作所K-100の部品製造打ち切りに伴い、時期は不詳ながら順次東洋電機製造PT-42に交換されている。本系列は全電動車方式で補助電源装置の追加搭載スペースが床下になく、このため1970年代後半より通勤車で一般化した冷房装置の搭載は見送られた。このような事情から6000系の増備が進んだ1980年には、竣工時と同じ2両編成2本を組み合わせた本系列のみによる4両編成に戻されて高尾線運用に転用され、翌1981年には老朽化でデハ2001 - デハ2051 + デハ2002 - デハ2052の4両が廃車解体、さらに残る12両についても1983年10月30日の運用をもってさよなら運転等を一切行わず運用終了、廃車解体された。上述の通り保存車は存在しないが、京王資料館に本系列が装着した日立製作所KH-14台車が現存する。