Paul Newman was de zoon van een Joodse eigenaar van een sportwinkel en een katholieke moeder van Hongaarse afkomst. Tijdens de tweede Wereldoorlog vervulde hij zijn militaire dienst als radioman bij het Navy Air Corps waarna hij economie ging studeren aan het Kenyon College in Ohio. Daar realiseerde hij zich al snel dat hij meer interesse had in acteren en toneel en hij schreef zich in voor het academiejaar 1951-1952 aan de Yale School of Drama, werkte ook voor televisie in New York en studeerde aan de bekende Actors Studio. Nadat hij korte tijd de sportwinkel van zijn vader runde deed hij wat toneelwerk bij de Repertory Company in Williams Bay Wisconsin.

In 1953 was hij te zien in het toneelstuk Picnic van William Inge op Broadway, zijn debuut daar, waar hij ook kennismaakte met Joanne Woodward waar hij in 1958 zou mee trouwen, meteen zijn tweede echtgenote. Het was tijdens deze voorstellingen dat Paul Newman ontdekt werd door Warner Bros. Die bezorgden hem een rol in het eerder zwakke The Silver Chalice (1954). In het begin van zijn carrière werd hij meermaals geassocieerd met Marlon Brando, sommigen waren van oordeel dat hij Brando imiteerde.

Ondanks zijn teleurstellend debuut was het zijn rol als bokser Rocky Graziano in Somebody Up there Likes Me (1956) die zijn filmcarrière een positieve impuls gaf. Voor zijn rol in The Long, Hot Summer kreeg hij op het Filmfestival van Cannes een nominatie voor Beste acteur. Ook zijn rol van Billy the Kid in The Left Handed Gun van Arthur Penn was een succes. Vermeldenswaard is natuurlijk ook zijn samenwerking met Robert Redford in de western-klassieker Butch Cassidy and the Sundance Kid van George Roy Hill. De twee klassebakken werden vier jaar later nog eens herenigd in The Sting.

In 1958 werd Newman voor het eerst genomineerd voor een Oscar voor zijn rol in Cat on a Hot Tin Roof met Elizabeth Taylor, in 1987 mocht hij het beeldje dan uiteindelijk voor het eerst in ontvangst nemen voor zijn rol van Fast Eddie Felson in Martin Scorsese's The Color of Money. Eigenlijk nam hij hier weer de draad op van 25 jaar daarvoor toen hij in The Hustler zijn tweede van acht Oscar-nominaties kreeg voor hetzelfde personage. In 1986 kreeg Paul Newman nog een ere-Oscar voor zijn bijdrage aan de filmwereld in het algemeen, in 1984 had hij ook al een Cecil B. DeMille Award van de Hollywood Foreign Press Association gekregen. Newman en Joanne Woodward ontvingen in 1992 ook de Kennedy Center Honors. Andere films waarvoor Paul Newman genomineerd werd voor een Academy Award zijn Hud, Cool Hand Luke, Absence of Malice, The Verdict, Nobody's Fool en Road to Perdition.

Naast acteren heeft Paul Newman ook films geproduceerd en geregisseerd. Hij deed dit voor het eerst in 1968 met Rachel, Rachel - een ontroerend verhaal over een eenzame vrouw - en werd hiervoor zelfs genomineerd voor zowel een Oscar als een Golden Globe! Hij kreeg er van de New York Film Critics Circle de prijs voor Beste regie voor. In de film was ook zijn echtgenote Joanne Woodward te zien.
In 1969 richtte hij samen met Barbra Streisand, Sidney Poitier, Steve McQueen en een aantal andere sterren het productiebedrijf First Artists op. Een positieve invloed had dit echter niet op hun carrière.
Newman regisseerde nog een tweede keer een film waarin Woodward te zien was: The Effect of Gamma Rays on Man-in-the-Moon Marigolds. In Harry and Son stond Newman ook in voor regie, productie en het vertolken van een rol terwijl hij voor The Effect of Gamma Rays on Man-in-the-Moon Marigolds regie en productie voor zijn rekening nam. Voor de tv-film The Shadow Box kreeg hij een Emmy. We maken het lijstje met prijzen nog wat langer met een Emmy, Golden Globe en een Screen Actors Guild Award voor zijn rol in de miniserie Empire Falls waarvan hij overigens ook uitvoerend producent was. De Broadway-productie Our Town tenslotte leverde nog een Tony-nominatie op.

Paul Newman heeft zich ook een tijd geëngageerd in de politiek (met succes want hij stond ooit op de 19e plaats van Nixon's vijanden!). Hij zette zich voornamelijk in voor de burgerrechten in Amerika en werd in 1978 door President Jimmy Carter zelfs afgevaardigd naar de conferentie voor nucleaire ontwapening van de Verenigde Naties. Daarenboven heeft hij zich ook meermaals ingezet voor het goede doel. Zo stond hij de opbrengsten van zijn eigen Own voedsel-imperium, Newman's Own, af aan het goede doel, en die werden geraamd op maar liefst 200 miljoen Dollar! Een indrukwekkend resultaat dat behaald werd door de opbrengst van zowel de productie als de marketing van zijn eigen spaghettisaus, salade-dressing en popcorn voor de microgolfoven.

Andere gelijkaardige projecten zijn het opstarten van het antidrug Scott Newman Center en de Scott Newman Foundation (genoemd naar zijn zoon die in 1978 overleed aan de gevolgen van een overdosis alcohol en tranquillizers) en het Hole-in-the-Wall Gang Camp dat speciaal werd gebouwd voor zwaar zieke kinderen.
En dan is er natuurlijk nog zijn passie voor het autoracen, iets wat hem bijna zuur opbrak tijdens een crash maar er ook weer voor zorgde dat hij zijn stem leende aan het (auto-)personage Doc Hudson in de animatiefilm Cars.

In 1975 werd zijn biografie uitgebracht onder de titel Paul Newman, geschreven door Charles Hamblett.

In 1994 kreeg Paul Newman de Jean Hersholt Humanitarian Award van de Academy of Motion Picture Arts and Sciences.

En het mag dan wel niets met acteren te maken hebben, Paul Newman is door mensen die daar professioneel mee bezig zijn ooit omschreven als de 'slechtste visser van de Oostkust'...

Paul Newman heeft uit zijn eerste huwelijk in 1947 met Jacqueline Witte drie kinderen (Scott, Susan en Stephanie). Het paar scheidde in 1956. Ook uit zijn tweede huwelijk met Joanne Woodward ontsproten drie kinderen: Eleanor, Tessa en Cleo. Het paar woonde tijdens een indrukwekkend aantal jaren huwelijk (toch naar Hollywood-normen...) in New York en Westport-Connecticut.
Paul Newman overleed aan de gevolgen van longkanker.