egy középosztálybeli házaspár, James és Mary McCartney első gyermekeként. Egy testvére van, Mike. Édesapja zenéléssel foglalkozott és a kezdetektől fogva bátorította gyermekeit, hogy tanuljanak zenélni. Paul első saját hangszere egy trombita volt, melyet később akusztikus gitárra cserélt. Első dalát, mely az "I Lost My Little Girl" címet kapta, édesanyja korai halála után, 14 éves korában írta. Paul 15 évesen ismerte meg John Lennont, aki akkor a The Quarrymen együttes alapítója volt. A zenekar tovább bővült, belépett Paul iskolatársa, George Harrison, valamint Stuart Stutcliffe, aki basszusgitáron játszott, és John barátja volt.
A The Beatles nevet 1960 augusztusában vették fel, Pete Best dobos csatlakozásakor.
Miután Stuart Stutcliffe 1961-ben elhagyta az együttest, Paul vette át a basszusgitáros szerepét. A lemezkiadó zenei producere nem volt elégedett Pete Best dobjátékával, így hamarosan menesztették, és Ringo Starr-t (született Richard Starkey) vették fel a helyére. Így alakult a ki a Beatles végleges felállása, mely egészen 1970-ig, a feloszlásukig tartotta magát.
1963 végére nagy népszerűségre tettek szert koncertjeiken jellemzően rengeteg fiatal lány vett részt, akik hangos sikolyokkal, ájuldozással, zokogással fejezték ki rajongásukat irántuk. A jelenség "Beatlemania" néven vált ismertté.
Paul és John szoros munkakapcsolatban álltak a Beatles évei alatt, közös megegyezés alapján minden általuk írt dalt a Lennon-McCartney kredittel láttak el, azokat is, amelyeket egymástól külön, egyedül írtak. Viszonyuk Brian Epstein halála után kezdett megromlani. John egyre inkább elvesztette érdeklődését az együttes iránt, Paul munkamániájával az együttes többi tagját is magára haragította, 1968-ban Ringo egy veszekedés után átmenetileg elhagyta a zenekart, a következő évben George is így tett, John szintén, azzal a különbséggel, hogy ő már vissza sem tért.
Paul hiába próbálta, nem tudta megmenteni az együttest, a feloszlást végül 1970 áprilisában jelentette be, ezzel lezárult egy legendás pályafutás, ugyanakkor kezdetét vette valami új.
1971-ben megalakított a The Wings együttest, mely hamarosan népszerűvé nőtte ki magát. 1981-ben feloszlottak, Paul ezután újfent szólókarrierbe fogott. 1997-ben lovaggá ütötték.