Tema vanemad olid Rääbise mõisa sepp Aleksander Berg ja Liisa Berg. Lapsepõlves elas ta mõnda aega Puurmanis.^[viide?] Ta õppis Tõikvere külakoolis 1916. aastani, mil pere kolis Tallinna. 1917. aastal alustas ta õpinguid Tallinna Nikolai I Gümnaasiumis. 1925. aastal lõpetas ta selle (kooli nimeks oli vahepeal saanud Tallinna Linna Poeglaste Humanitaargümnaasium). Keeltehuvilisena asus ta juba kooli ajal õppima esperantot.^[2] Tema esimene publikatsioon oligi 1921. aastal ilmunud esperantokeelne artikkel "La livoj", milles ta kirjutas liivlastest.

1925. aastal asus ta õppima Tartu Ülikooli, mille lõpetas 1930. aastal. Ülikooliõpingute ajal astus ta EYS Veljesto liikmeks. Õpingute kõrvalt töötas Ariste aastail 1925–1927 Eesti Rahva Muuseumi arhiivraamatukogus ja 1927–1931 Eesti Rahvaluule Arhiivis.

1931. aastal kaitses ta Tartu Ülikoolis magistriväitekirja teemal "Eesti-rootsi laensõnad eesti keeles". Aastail 1931–1933 täiendas end Tartu Ülikooli stipendiaadina Helsingi, Uppsala ja Hamburgi Ülikoolis. 1939. aastal kaitses ta Tartu Ülikoolis väitekirja "Hiiu murrete häälikud" ja sai doktorikraadi.

Pärast õpinguid välisülikoolides sai Aristest 1933. aastal Tartu Ülikooli õppejõud.

Ariste võttis sõna ka eesti keele arengut puudutavatel teemadel. Näiteks 1937. aastal arvas ta, et keeleuuenduste käigus on liiga kergekäeliselt eesti keelde üle võetud tõlkelaene ja eriti just saksa keelest.^[3]

Sõja-aastail jätkas Ariste Eestis oma teadlasetööd. Saksa okupatsiooni ajal oli esimest korda võimalik tutvuma minna vadjalaste asualadega, mis enne sõda olid olnud väljaspool Eesti piire. 1942. aastal kuuluski Ariste Eerik Laidi eestvedamisel toimunud ekspeditsiooni osaliste hulka. Just siis olevat saanud alguse tema suur kirg vadjalaste suhtes.^[4]

Aastail 1944–1946 oli ta eesti keele ja soome-ugri keelte kateedri juhataja, seejärel 1946–1977 soome-ugri keelte kateedri juhataja. 1949. aastal sai ta professoriks.

1954. aastal valiti ta Eesti NSV Teaduste Akadeemia liikmeks keeleteaduse alal.

Ta oli 10. maist 1945 kuni 9. maini 1946 poliitilistel põhjustel vangistatud, mille järel muutus võimudele lojaalseks^[viide?]. 1958. aastal püüti teda värvata ka KGB agentuurvõrku, ent ta keeldus sellest.^[5] Äraütlemine ei takistanud siiski tema edaspidist karjääri ja teadustegevust, samuti võimaldati tal korduvalt välismaal käia.

Ülikoolis õpetas Ariste soome-ugri keeli, üldkeeleteadust, soome, rootsi, läti, alamsaksa ja esperanto keelt. Ühtlasi rajas ta eesti fennougristikakoolkonna ja õpetas välja palju Nõukogude Liidu soome-ugri rahvaste seast pärit keeleteadlasi. Ta oli üle kuuekümne väitekirja juhendaja.

Ariste suri 2. veebruaril 1990. Kuna ta oli õigeusklik, toimus tema ülikooli aulas aset leidnud ärasaatmine õigeusu kombe kohaselt.^[1] Ta maeti Tartusse Vana-Jaani kalmistule.

Ta on avaldanud umbes 1300 teaduslikku tööd, sealhulgas umbes 50 raamatut.

• "Vadja päevikud 1942–1980" (koostanud, saatesõna ja kommentaarid: Ergo-Hart Västrik). // Litteraria nr 22. Eesti Kirjandusmuuseum. Tartu 2005, 237 lk
• "Mälestusi" (trükiks ette valmistanud Mart Orav). Eesti Kirjanduse Selts. Tartu 2008, 362 lk

Paul Ariste abikaasa oli etnoloog ja arheoloog Erna Ariste.

Olev Remsu romaanis "Tapjad" (kirjastus Tänapäev, 2017) on kursusejuhendaja akadeemik Pergi prototüüp Paul Ariste.

Aristel oli soov igal aastal publikatsioonide arvu (ja muu poolest^[viide?]) Tartu ülikooli õppejõudude seas esimene olla ja see tal ka õnnestus. Veidrusena üritas ta alati ka palga maksmisel letis esimene olla, mistõttu läks ta kohale juba tükk aega enne kassa avamist^[viide?].

1936. aastal kinnitas Paul Ariste ajalehele Rahvaleht, et on juba kooliajast olnud taimetoitlane, ehkki "olevat vahepeal mitu korda liha maitsnud".^[11]

Ariste eelistas meessoost üliõpilasi, pidades neid võimekamateks. Fennougristikaüliõpilastele tegi ta vana kombe kohaselt kohvikus välja.^[viide?]

Paul Ariste oli tuntud polülingvist. Keele õppimist alustas ta alati selle keele foneetika põhjalikust tundmaõppimisest.

Pärast seda, kui Ariste avastas, et sõna "manguma" on pärit mustlaskeelest, õppis ta selle keele ära ning kasutas seda oskust igal võimalusel. Mustlased hüüdsid teda valgeks mustlaseks.