Née à Paris, l'actrice grandit à Londres et commence à apprendre le théâtre dès ses 7 ans. Une fois revenue à Paris, elle entre au cours Florent où elle continue l'apprentissage de la comédie, mais toujours en anglais. C'est pour payer ses études qu'elle devient mannequin.

Convaincue par son entourage d'apprendre à jouer en français, elle rejoint la troupe de Francis Huster en 2011. Son premier rôle est dû à un coup de chance : elle passe le casting pour un rôle dans Mary, Queen of Scots mais elle n'a plus de nouvelles du film après cela. C'est un an plus tard qu'elle est rappelée pour jouer Mary Fleming, suite à des retards dans la production. Cela marque le début de sa carrière, bien qu'elle ait joué avant cela dans le court-métrage "La Nuit", de Joffrey Monteiro-Noël.

Gaia Weiss enchaîne son rôle dans le film de Thomas Imbach avec le tournage de "Bianca come il  latte, rossa come il sangue", film italien de Giacomo Campiotti. Elle joue par la suite dans une réécriture moderne de La Légende d'Hercule, de Renny Harlin, porté par le musclé Kellan Lutz.