Пол Беттани родился 27 мая 1971 года в городе Лондон, Англия. Рос в семье театральных актеров. Изначально Пол совершенно не интересовался карьерой актера, не любил учиться и заниматься спортом, зато любил музыку и даже сам научился играть на гитаре.
Когда Пол Беттани достиг 19-летнего возраста, он поступил в Лондонский Центр драмы, стал обучаться там актерскому мастерству. По окончании университета Пол играл в театре, в спектаклях «Визит инспектора», «Ромео и Джульетта», «Ричард III», а также снимался в телесериалах.
Первой по-настоящему серьезной работой стала роль преступника-психопата в триллере «Гангстер №1» режиссера Пола МакГигана. За эту роль Пол Беттани был награжден премией Британского общества независимого кино. С 2000 года предложения о съемках в кино стали поступать актеру все чаще. Решающим в карьере Пола стал 2001 год, когда он сыграл в картине «История рыцаря». Это было самое первое появление актера в американском кино, и весьма успешное.
В том же году Пол Беттани снялся в киноленте Рона Ховарда «Игры разума», получившей премию «Оскар» в номинации «Лучший фильм». На съемочной площадке актер познакомился со своей будущей женой Дженнифер Коннелли. 2003 год ознаменовался его участием в фильме «Догвилль» Ларса фон Триера, в котором компанию ему составили Николь Кидман, Лорин Бэколл. Уже в статусе состоявшегося актера Пол Беттани в 2003 году вернулся к сотрудничеству с Полом МакГиганом, снявшись в его киноленте «День расплаты» вместе с Венсаном Касселем и Уиллемом Дефо.
За «Играми разума» последовали кинохиты «Догвилль» Ларса фон Триера и «Хозяин морей: на краю земли», в котором Беттани снова встретился с Кроу. Британская киноакадемия отметила игру Пола Беттани номинацией за лучшую роль второго плана, а американские коллеги пригласили Беттани войти в состав Американской киноакадемии.
В 2004 году состоялась премьера совместного проекта Британии, США и Франции - комедийной ленты «Уимблдон», где Пол Беттани снялся в паре с Кирстен Данст. Окончательно закрепиться в голливудской нише британец смог, снявшись в экранизации романа Дэна Брауна «Код да Винчи». Беттани сыграл Сайласа.
В 2008 году зрители увидели британскую звезду в семейном фэнтези «Чернильное сердце», где Пол сыграл Сажерука. Закрыл Беттани первое десятилетие 2000-х годов байопиками «Молодая Виктория», где сыграл лорда Мельбурна, и «Происхождение». В последней картине Пол перевоплотился в Чарльза Дарвина, а роль его супруги сыграла Дженнифер Коннелли. Мировая премьера картин состоялась в 2009 году и принесла продюсерам проектов щедрые кассовые сборы, а артистам славу.
В 2010 году поклонники увидели звезду в триллере-фэнтези «Легион» и мелодраме «Турист». В последнем фильме Беттани появился в звездной компании Джонни Деппа и Анджелины Джоли. Во всех фильмах, вышедших в 2000-х годах, Полу Беттани доверяли ключевые роли. В 2005 году британская Empire Awards назвала актера лучшим в Британии, а за работу в финансовом триллере «Предел риска» актеру дали премию «Независимый дух». Роль в постапокалиптическом боевике «Пастырь» стала новой ступенькой к мировому признанию уроженца Лондона.
В 2012 году Пол Беттани порадовал фанатов работой в фантастическом боевике «Мстители». В следующем году на экраны вышел еще один супергеройский боевик «Железный человек 3», в котором актер озвучил Джарвиса. Супергеройский боевик «Мстители: Эра Альтрона», основанный на комиксах издательства «Марвел Комикс», тепло приняли и кинокритики, и зрители. Беттани озвучил робота-андроида Вижена.
Весной 2016 года поклонники увидели голливудскую звезду в супергеройском боевике «Первый мститель: Противостояние». Это третий фильм о герое комиксов Капитане Америке от студии «Марвел». Главных персонажей сыграли Крис Эванс, Роберт Дауни-младший, Скарлетт Йоханссон и Пол Беттани. В 2018 году вышла премьера сиквела «Мстители: Война бесконечности», где Пол Беттани снова сыграл андроида Вижена.
Рост светловолосого британца 1,9 метра, вес 75 килограммов. У высокого и стройного актера миллионы поклонниц по всему миру, охотились за его сердцем и коллеги-актрисы. Год Беттани встречался с Лорой Фрейзер, с которой познакомился на съемочной площадке проекта «История рыцаря». Но красавца-блондина увела другая партнерша - Дженнифер Коннелли. Пара познакомилась на съемках картины «Игры разума» и с тех пор не расстается. Бракосочетание состоялось в шотландском соборе на закрытой церемонии. В августе 2003 года у звездной пары родился первенец Стеллан, получивший имя в честь друга Пола - Стеллана Скарсгарда. В 2011 году Дженнифер подарила мужу дочь Агнес Ларк.