Il est diplômé de l'École nationale des beaux-arts en 1959, il enseigne à l'École nationale des ponts et chaussées jusqu'en 1989, puis à l'École polytechnique fédérale de Lausanne.
En 1961, il intègre l'AUA, fondé l'année précédente par Jacques Allégret. En 1998, il s'associe à Borja Huidobro pour créer l'atelier C+H+.
Paul Chemetov est le père de l'architecte-paysagiste Alexandre Chemetoff (Grand Prix de l'urbanisme en 2000).
Principales réalisations
1981-1988, Ministère de l'Économie et des Finances, avec Borja Huidobro,
1982-1985, Ambassade de France à New Delhi (Inde), avec Borja Huidobro,
1985, 2e partie des Halles de Paris et aménagement des jardins,
1989-1994, réhabilitation de la Grande galerie de l'évolution, avec Borja Huidobro,
1992, aménagement du tramway de Bobigny à Saint-Denis,
1994, Bibliothèque-Médiathèque, Evreux, avec Borja Huidobro,