Paul inizia ad interessarsi di cinema e a girare i primi corti all'Università di Leiden, dove si laurea in matematica e fisica nel 1964. Dopo il servizio militare comincia a lavorare per la televisione olandese e nel 1969 realizza la serie tv 'Floris', storia di un cavaliere medioevale.
La sua opera d'esordio alla regia cinematografica è la commedia "Gli strani amori di quelle signore" (1971), a cui seguono "Fiori di carne" (1973),"Kitty Tippel" (1975) e "Soldato d'Orange" (1977). Dopo aver ottenuto il successo internazionale, si trasferisce negli Stati Uniti e nel 1985 realizza "L'amore e il sangue". Due anni dopo è la volta di "Robocop" (1987) mentre del 1990 è "Atto di forza", due grandi successi al botteghino.
Nel 1992 dirige "Basic Instinct", film che suscita molte polemiche ma regala grande notorietà alla Stone e a Michael Douglas. Nuove critiche nascono nel 1995 con lo scandalistico "Showgirls" cui è seguito il fantasy "Starship Troopers - La fanteria dello spazio" (1997).
Nel 2000 è la volta de "L'uomo senza ombra" e qualche anno più tardi del documentario "Z Channel: a magnificent obsession" (2004) presentato fuori concorso al Festival di Cannes.
Ultimamente ha realizzato la pellicola "Zwartboek - Black Book" (2006) presentato alla 63ma Mostra di Venezia.