Ο άγιος Παύλος γεννήθηκε στη Θεσσαλονίκη. Την εποχή της Οικουμενικής συνόδου της Νικαίας ήταν ακόμη έφηβος, αλλά λίγο αργότερα κατατάχθηκε στον κλήρο της Εκκλησίας της Κωνσταντινουπόλεως. Μετά από λίγο καιρό χειροτονήθηκε πρεσβύτερος από τν πατριάρχη Αλέξανδρο (30 Αυγ).
Το 340 μετά τον θάνατο του Αλεξάνδρου επειδή ήταν πολύ αγαπητός στον λαό χειροτονήθηκε αρχιεπίσκοπος. Ο Αλέξανδρος τον είχε υποδείξει ως διάδοχό του. η εκλογή του όμως προκάλεσε το μίσος των αρειανών που τον διέβαλαν στον αυτοκράτορα Κωνστάντιο. Εκείνος βρισκόταν τότε στην Αντιόχεια και επέστρεψε έξαλλος στην βασιλεύουσα, όταν έμαθε για την χειροτονία του νέου πατριάρχη. Συγκάλεσε μία σύνοδο αρειανόφρονων επισκόπων κατά την οποία εκθρόνισε τον Παύλο και τον αντικατέστησε με τον Νικομηδείας Ευσέβιο, έναν από τους αιρεσιάρχες.
Ο θρίαμβος του αρειανισμού φάνηκε τότε οριστικός. Ο Ευσέβιος άρχισε τότε να καταδιώκει μανιωδώς τους υπερασπιστές της Συνόδου της Νικαίας.
Ο Θεός όμως δεν εγκατέλειψε την Εκκλησία Του. Ο Ευσέβιος πέθανε ύστερα από ένα χρόνο και οι ορθόδοξοι της Βασιλεύουσας κάλεσαν πίσω τον Παύλο που είχε καταφύγει στη Ρώμη κοντά στον πάπα Ιούλιο, μαζί με τον άγιο Αθανάσιο Αλεξανδρείας ο οποίος είχε κι αυτός εξοριστεί.
Τη στιγμή όμως που ο άγιος ομολογητής ήταν έτοιμος να αναλάβει πάλι πίσω τον θρόνο του, οι αρειανόφρονοι προκάλεσαν μεγάλη ταραχή διότι από την μεριά τους είχαν εκλέξει και χειροτονήσει τον αιρετικό Μακεδόνιο, ο οποίος είχε προσθέσει στην πλάνη του αρειανισμού την βλασφημία κατά της θεότητας του Αγίου Πνεύματος. Ο Κωνστάντιος από την άλλη είχε διατάξει την εκδίωξη του Παύλου με τα στρατεύματά του. O λαός όμως στασίασε, αιματηρές οδομαχίες έγιναν παντού και έτσι ο Παύλος αποκαταστάθηκε και πάλι στον θρόνο του, για λίγο μόνο… Ο αυτοκράτορας κατάφερε και πάλι να εκδιώξει τον Παύλο για δεύτερη φορά στη Ρώμη.
Στη δύση ο Παύλος κατάφερε να εξασφαλίσει την υποστήριξη του αυτοκράτορα Κώνστα που διέμενε στα Τρέβηρα ο οποίος κατάφερε σύντομα να τον αναβιβάσει και πάλι στον θρόνο της Κωνσταντινουπόλεως και να αντικαταστήσει έτσι τον Μακεδόνιο.
Ο έπαρχος Φίλιππος κατάφερε όμως και πάλι να εκθρονίσει τον Παύλο αφού τον εκθρόνισε και τον εξόρισε στη Θεσσαλονίκη από όπου ο πολυπαθής επίσκοπος έφυγε και πάλι για την Ρώμη.
To 347 μετά τη σύνοδο της Σαρδικής, ο Αθανάσιος και ο Παύλος μπόρεσαν να ανακτήσουν τους θρόνους τους. Για τρία περίπου χρόνια η Εκκλησία της Κωνσταντινουπόλεως γνώρισε την ειρήνη και την ασφάλεια της Ορθοδοξίας. Το 350 όμως ο κόμης Μαγνέντιος εστασίασε κατά του ορθοδόξου αυτοκράτορα της Δύσεως, Κώνστα και ανακηρύχτηκε αυτοκράτορας ο ίδιος από τα στρατεύματά του. Ο Κωνστάντιος κήρυξε πόλεμο εξεστράτευσε εναντίον του και μετά από σκληρές μάχες ανακατέλαβε το Λουγδούνο (Λυών) αποκαθιστώντας προς ίδιον όφελος την ενότητα της αυτοκρατορίας. Στη συνέχεια διέταξε να συλλάβουν τον Παύλο και να τον οδηγήσουν σιδηροδέσμιο στο Σιγκάρ, κατόπιν στα Έμεσα και τέλος στην Κουκουσό της μακρινής Αρμενίας. Εκεί μια μέρα όπου ο άγιος επίσκοπος τελούσε τη Θεία Λειτουργία εισέβαλαν οι αρειανοί στον ναό και τον στραγγάλισαν με το ωμοφόριό του (μεταξύ 351 και 357). Η τιμία κάρα του Ομολογητού ιεράρχου φυλάσσεται στην Ιερά Μονή Σίμωνος Πέτρας του Αγίου Όρους όπου ιδιαιτέρως τιμάται.