Diplômée de l'Ecole normale d'Antony, Pénélope Komitès débute sa carrière dans l'enseignement avant d'effectuer un parcours professionnel dans le secteur associatif qui l'amènera à prendre la direction générale de Greenpeace France de 1992 à 1998, rapporte le communiqué de la mairie de Paris.
Elue (Verts puis PS) au conseil de Paris en 2001, elle est nommée adjointe au maire en charge des personnes handicapées. Entre 2008 et 2014, elle est conseillère municipale à la Maire du 12e arrondissement où elle est en charge des affaires sociales, de la santé, de la solidarité et des personnes en situation de handicap.