Après une formation auprès de Rosella Hightower, puis au Conservatoire National Supérieur de Musique et de Danse de Paris, Pénélope Parrau commence son itinéraire d’interprète avec Angelin Preljocaj en 1993 avec lequel elle danse jusqu’en 1996 (Noces, L’Anoure, L’Annonciation, Parade, …). En 1997, elle intègre le Centre Chorégraphique National du Havre auprès de François Raffinot. Elle croise ensuite les chemins de Maïté Fossen, Sophie Gilbert, Osman Khelili, Sarah Crépin, Franck Picart, Dominique Jégou et David Rolland. Avec Emmanuelle Vo-Dinh depuis 2008, elle danse dans  Aboli Bibelot…Rebondi !, 5’24, Ad Astra et Revolve et encadre le projet  Rainbow.

En 2006, elle obtient son Diplôme d’Etat de professeur de danse contemporaine. Depuis, elle développe de multiples actions pédagogiques dans les milieux scolaires, auprès des amateurs et des professionnels, notamment pour Emmanuelle Vo-Dinh mais aussi Le Musée de la danse.

Par ailleurs, depuis 2007 elle mène  un travail de comédienne auprès de Perrine Maurin avec Un Complet, L’histoire de ma vie n’existe pas et L’expression est une douleur partagée.

En 2010, elle crée son premier solo L’espace d’un instant pour le Festival Agitato à Rennes. Elle prépare actuellement un solo pour elle-même, « sans tambour ni trompette », qui sera présenté au Triangle à Rennes vendredi 25 janvier 2013.