Служение проходило на территории Украины (тогда Российская Империя), на Афоне (тогда Оттоманская империя) и Молдавии.
Родился в городе Полтава в украинской семье протоиерея, потомственного священника, где был одиннадцатым ребёнком. Учился в Киевской духовной школе. После 3-х лет обучения Пётр вернулся домой и сообщил матери о намерении оставить школу и уйти в монастырь — намерение, которое последняя не одобрила.
По совету черниговского старца Пахомия, в 17 лет отправился в Любеч, к иеросхимонаху Иоакиму; но по прошествии 3-х месяцев его жизни в монастыре, с назначением нового настоятеля, Петру пришлось удалиться из монастыря. После скитаний по разным малороссийским обителям поступил в Медведовский монастырь под Чигирином; был пострижен в рясофор с именем «Платон».
После захвата Медведевского монастыря униатами перешёл в Киев, где работал в типографии Киево-Печерской лавры, овладев там искусством чеканки по меди.
Затем направился в Молдовалахию, где жил в монастыре Св. Николая — Трейстены, а вскоре перешёл в скит Кырнул. В молдавских монастырях всего пробыл около трёх лет, подвизаясь под руководством старцев о. Василия, о. Михаила и о. Онуфрия.
Будучи 24 лет предпринял путешествие на Святую Гору Афон, куда он со своим спутником иеромонахом Трифоном прибыли 4 июля 1746 года, в канун памяти преподобного Афанасия Афонского; поселился в монастыре Пантократор. Жил в нищете около 4 лет.
В 1750 году на Святую Гору прибыл молдавский старец о. Платона — схимонах Василий, который постриг Платона в мантию с наречением ему имени «Паисий».
В 1758, на 36-м году жизни, о. Паисий был рукоположён в иеромонаха. При увеличении числа своей братии, по их просьбе, Паисий испросил у Пантократора старую келлию пророка Илии и приступил к устройству скита пророка Илии, став основателем одного из крупнейших скитов на Афоне.
Со временем, ввиду военных действий между Россией и Турцией, в которую были вовлечены и греческие монахи Афона, решил уйти вместе со своей братией в Молдо-Валахию, где положил труды к совершенствованию тамошней монашеской жизни. По благословению митрополита Молдавского в Яссах получил в 1763 году Свято-Духов монастырь в Драгомирне в Буковине, где установил строгий общежительный порядок, причём богослужение совершалось и на церковнославянском, и на румынском. После того как Драгомирня по окончании русско-турецкой войны (по договору 1774 года) перешла к Австро-Венгрии, управлял Секульским монастырём, откуда в 1779 году перешёл в Нямецкий (близ города Тыргу-Нямц (рум. T?rgu Neam?)).
В 1790 году в Нямецком монастыре, который к тому времени был занят российскими войсками, архиепископом Екатеринославским и Херсонским (кафедра тогда была в Полтаве) Амвросием (Серебрениковым), за год до того назначенным местоблюстителем «Молдо-Влахийской экзархии», был возведён в сан архимандрита.
В Нямецкой лавре он много трудился над переводами святоотеческих сочинений и создал славянский свод «Добротолюбия».
Переводы Паисия с греческого на «славенский» язык долгое время были единственными в России и читались повсюду. Таковы: сборник «Добротолюбие», сочинения преподобного Исаака Сирина, Феодора Студита, преподобного Варсонофия, святителя Григория Паламы, преподобного Максима Исповедника, Иоанна Златоуста и многое другое.
Широко известны поучительные труды Паисия Нямецкого (Величковского).
По словам историка Г. П. Федотова, «Паисий Величковский становится отцом русского старчества. Непосредственно связанная с ним Оптина пустынь и Саров делаются двумя центрами духовной жизни: два костра, у которых отогревается замёрзшая Россия».
Оказал значительное влияние на многих православных подвижников России конца XVIII и XIX веков. Серафим Саровский получил благословение на уход в Саров от затворника Китаевской пустыни (под Киевом) старца Досифея, который был духовно связан с обителью преподобного Паисия и направлял туда своих учеников. Сборник «Добротолюбие» был настольной книгой Прохора Мошнина — будущего старца Серафима.
С его духовным наследием связана история старчества в Оптиной пустыни. Первые оптинские старцы — преподобные Лев (Леонид), Макарий, Моисей — были прямыми учениками учеников преподобного Паисия, а их учеником явился Амвросий Оптинский.
Был прославлен в лике святых на Поместном Соборе РПЦ 1988 года. Память — 15 ноября по юлианскому календарю.
Подробная библиография духовного наследия преподобного Паисия Величковского и произведений о нем приведена на посвященном ему сайте.