Nel 1958 vinse il Prix Suzanne Bianchetti destinato alla miglior promessa del cinema francese.
Nel 1967 e nel 1968 venne ritratta nelle pagine del periodicoPlaymen. Apparve anche sulla copertina di Stern.
Attiva fra il 1956 e il 1991 anche in televisione, è ricordata per le sue interpretazioni in alcuni film di genere erotico. Fu sposata con l'attore belga Giani Esposito, da cui ebbe una figlia, Douchka, divenuta anch'essa attrice.
Nata a Parigi, Pascale Petit trascorse l'adolescenza a Vaires-sur-Marne. Ha un fratello e una sorella più giovani. Debuttò nel cinema nel 1957 sotto la direzione di Raymond Rouleau in Le vergini di Salem. Fu tuttavia la sua interpretazione nel film Peccatori in blue-jeans (1958) di Marcel Carné che la fece conoscere al grande pubblico, dandole una tale notorietà che le valse il premio Suzanne Bianchetti (edizione 1958), come migliore promessa femminile del cinema francese.
La Petit sposò in seconde nozze il poeta e attore teatrale di origine napoletana Giani Esposito. Prima di divorziare, la coppia ebbe una figlia, Duska Bojidarka, divenuta poi cantante e attrice per la Disney France con il nome di Douchka.
A metà degli anni sessanta la carriera cinematografica della Petit virò verso una produzione di b-movie girati particolarmente in Germania e Italia, paesi nei quali l'attrice acquisì quindi una certa notorietà. Una popolarità che andò invece scemando nel suo paese natale. Un tentativo di ritornare al cinema a grandi livelli nel 1971, con il film Cronaca erotica di una coppia non ebbe esito felice, così come un insuccesso si rivelò il tentativo da parte dell'artista di avvicinarsi al mondo della musica leggera.