Urodził się w Warszawie w 1957 roku. Karierę zaczynał w Wielkiej Brytanii jako reżyser filmów dokumentalnych dla BBC. Swoje pierwsze sceny fabularne zrealizował w dokumencie "
Podróże Dostojewskiego". Jego pełnometrażowy debiut "
Korespondent" prezentowany był na festiwalu w Cannes, w prestiżowej sekcji "Quinzaine des réalisateurs". Jego drugi film "
Ostatnie wyjście" został uznany za najlepsze brytyjskie objawienie filmowe 2000 roku. Na festiwalu w Edynburgu otrzymał nagrodę za najlepszy film, a na festiwalu w Salonikach nagrodę za najlepszy film oraz dla najlepszego aktora i aktorki. Obraz prezentowany był na wielu festiwalach, m.in. w Wenecji, Toronto, Sundance i w Rotterdamie. Międzynarodowe uznanie przyniósł mu film "
Lato miłości", za który otrzymał nagrodę BAFTA dla najlepszego filmu brytyjskiego oraz nagrodę za najlepszą reżyserię przyznaną przez Gildię Reżyserów Wielkiej Brytanii. Po dłuższej przerwie nakręcił we Francji "
Kobietę z piątej dzielnicy", a następnie powrócił do Polski. "
Ida" - jego pierwszy film fabularny zrealizowany w kraju urodzenia w 2015 r. otrzymał Oscara, za najlepszy obraz nieanglojęzyczny. Tym samym Paweł Pawlikowski został pierwszym polskim laureatem wyróżnionym statuetką w niniejszej kategorii (a dziesiątym nominowanym).