Родители Грейс,  уроженцы Украины, преследовались царским правительством из-за их социалистических убеждений и в 1906 г. эмигрировали в США. Грейс, младшая из троих детей в семье, с 1938 г. училась в Хантер-колледже, затем, в начале 1940-х, недолгое время в Новой школе у У. Х. Одена (1907 - 1973), чья ироническая манера повлияла на раннее творчество Пэйли. В 1942 г. она вышла замуж за кинооператора Джесса Пэйли, родила двоих детей, позже брак распался. В 1972 г. она вышла замуж за поэта Роберта Николса.

Пэйли начала публиковаться поздно, после многих отказов со стороны редакций и издательств. Книга её новелл из жизни Нью-Йорка "Мелкие неприятности у мужчин" вышла в 1959 г.  была высоко оценена Филипом Ротом в журнале The New Yorker. В дальнейшем Пэйли печаталась в Esquire, Atlantic Monthly и других крупнейших журналах Америки. Вторая книга рассказов "Кардинальные перемены в последнюю минуту" вышла в 1974 году.

Пэйли преподавала литературное мастерство в частном колледже Сары Лоуренс, а также в Колумбийском университете, Сиракьюзском университете, Сити-колледже Нью-Йорка. В 1967 г. она стала одним из основателей Союза учителей и писателей, задачей которого было активное включение литературы в школьную программу и жизнь школы. С 1950-х годов она участвовала в феминистском и антивоенном движении, вступила в Лигу противников войны. В декабре 1978 году Пэйли была арестована за участние в антивоенной демонстрации у Белого Дома.

Среди наград, полученных Пэйли - премия Ри за лучший рассказ (1993) и Американская литературная премия ПЕН/Маламуд (1994). Умерла от рака груди.

Имя Грейс - от латинского gratia - "милая". Фамилия Пэйли - английский вариант еврейской фамилии Палей, которая происходит от белорусского глагола палиць или украинского палити, означающего "жечь, гнать алкоголь". Фамилия Гудсайд - американизированная еврейская фамилия Гутцайт, от идишских слов гут цайт, что означает "хорошее время".