Пол Ньюман родился 26 января 1925 года в Кливленде, Огайо. Отец Артур Самуил Ньюман — еврей, мать Терезия Фецкова — словачка из села Птичье (ныне Район Гуменне, Словакия). Служил на флоте, после войны унаследовал от отца магазинчик спортивных товаров. Распродав имущество, поступил в 1947 году в Школу актёрского мастерства Йельского университета. Исполнил свои первые роли в телесериалах (c 1952 по 1958) и на Бродвее.
Первая крупная кинороль Ньюмана — в историческом фильме «Серебряная чаша» (1954) — была встречена критиками в штыки, а сам актёр впоследствии назвал этот фильм худшим из всех, снятых в пятидесятые годы. Признание пришло в 1956 году, когда он исполнил роль боксера Роки Грациано в фильме «Кто-то на небесах любит меня». Многие сравнивали молодого актёра с безвременно погибшим Джеймсом Дином.
Съемки следующей картины с участием Ньюмана — «Долгое жаркое лето» — сопровождались романом с актрисой Джоан Вудвард, незадолго до этого выигравшей «Оскар» за лучшую женскую роль. Они поженились и с тех пор много снимались вдвоем. Между тем игра Ньюмана в «Долгом жарком лете» была отмечена призом Каннского кинофестиваля.
В 1958 году на экраны Америки выходит «Кошка на раскаленной крыше», экранизация пьесы Теннесси Уильямса. За этот фильм актёр и его партнерша — неотразимая Элизабет Тейлор — были выдвинуты на «Оскар». Хотя не он выиграл премию, Ньюману удалось закрепить свой успех у публики, сыграв в фильмах «С террасы» и «Исход». Многие критики отмечали, как удачно подбирал он свои роли. Большим успехом пользовались и следующие работы Ньюмана — в криминальной драме «Мошенник» и вестерне «Хад», за который он вновь был номинирован на «Оскар».
В 1960-е годы Ньюман использовал свой звёздный статус для ведения агитации за программу Демократической партии, направленную на смягчение расовых противоречий в Америке, и в результате попал в скандально известный список двадцати личных врагов президента Никсона. В это время он снимался несколько реже, посвящая свободное время увлечению автогонками. В 1962 году он снова снялся в экранизации пьесы Теннесси Уильямса («Сладкоголосая птица юности»), а в 1966 году с успехом сыграл у Альфреда Хичкока в «Разорванном занавесе». Тогда же поставил для своей жены фильм «Рэйчел, Рэйчел», который принес в его копилку наград «Золотой глобус» за режиссуру.
Сыграв в боевике «Хладнокровный Люк» (1967), Ньюман заработал четвертую номинацию на «Оскар». Два года спустя он снялся вместе с Робертом Редфордом в самом кассовом вестерне в истории кино — «Бутч Кэссиди и Санденс Кид». Через четыре года он и Редфорд вновь объединили усилия, на этот раз на съемках фильма «Афера», который при вручении «Оскаров» сочли лучшим фильмом года. Тогда же актёр основал вместе с Барброй Стрейзанд особую студию, которая была призвана отстаивать интересы актёров, а не толстосумов.
В течение последующих двух десятилетий Ньюман продолжал неутомимо работать. Середина 1970-х ознаменовалась для него сотрудничеством с режиссёром Джоном Хьюстоном. После того, как наркотики унесли жизнь его сына, Ньюман стал активно заниматься благотворительностью, потратив на эти цели более 200 миллионов долларов. В 1986 году с шестой попытки выиграл «Оскар» за лучшую мужскую роль (в фильме Мартина Скорсезе «Цвет денег»). За год до этого Американская академия киноискусства уже вручила ему почётную награду за выдающиеся кинодостижения.
В июне 2008 года у Пола Ньюмена был диагностирован рак лёгкого, а 26 сентября 2008 года он скончался в своём доме в Уэстпорте, штат Коннектикут, в возрасте 83 лет.
Ньюман также известен как большой поклонник автоспорта — гонщик и владелец команд. Впервые он заинтересовался этим видом спорта во время съемок кинофильма «Победители» в 1969 году.
В первый раз Ньюман принял участие в профессиональной гонке в 1972 году. В 1979 году он участвовал в знаменитой 24-часовой гонке в Ле-Мане, финишировав вторым в составе команды Порше, в основном благодаря мастерству своего напарника.
В 1983 году вместе с Карлом Хаасом он основал команду «Ньюман/Хаас Рейсинг». В 1995 году 70-летний Ньюман принял участие в 24-часовой гонке в Дайтоне, став при этом старейшим гонщиком, чья команда выиграла официальную гонку.