Paul Allen est né à Seattle dans l'État de Washington aux États-Unis le 21 janvier 1953
Il découvre l'informatique à la Lakeside School, école privée de Seattle, où il devient ami avec Bill Gates. L'école loue à la compagnie multinationale General Electric du temps d'utilisation d'un ordinateur PDP-10 avec lequel il réalise avec son ami Bill Gates son premier programme informatique : un jeu de Morpion.
En 1968, âgé de 15 ans, il fonde avec son ami Bill Gates âgé de 13 ans et quelques autres, le Lakeside Programmers Group et parviennent à trouver quelques clients essentiellement pour tester, déboguer, optimiser et sécuriser des programmes informatiques existants écris en langage assembleur.
Allen poursuit ses études à l'université de l'État de Washington qu'il abandonne rapidement au bout de deux ans pour devenir informaticien programmeur pour la société de domotique industrielle Honeywell de Boston près de New York mais son ami d'école Bill Gates le pousse à rapidement tout laisser tomber pour fonder la société Microsoft avec lui
Il coréalise avec Bill Gates un interpréteur BASIC pour l'Altair 8800. Ce sera le premier langage de programmation développé pour le premier ordinateur personnel. Ce sera également le premier logiciel édité par Microsoft Corporation (appelé alors Micro-Soft), fondée pour l'occasion en 1975, alors que Allen est âgé de 22 ans et Gates de 20 ans, à Albuquerque dans un motel du Nouveau-Mexique.
Allen négocie l'achat par Microsoft du système d'exploitation QDOS pour 50 000 dollars. Après l'avoir légèrement remanié pour en faire le PC-DOS (premier MS-DOS), Paul Allen et Bill Gates, assisté par le père de Gates, William Henri Gates II, un important et brillant juriste et avocat d'affaire internationale des États-Unis, parviennent à le vendre au géant de l'informatique IBM pour équiper sa nouvelle invention : le micro ordinateur IBM PC à base de microprocesseur x86 Intel 8080. Microsoft est propriétaire de tous les droits d'auteur et de commercialisation de MS-DOS et parvient à négocier avec le géant IBM un dividende de 35 dollars par copie de MS-DOS vendu par IBM PC à partir de 1981. C'est la fortune et le succès qui ne cesseront plus de croître de façon exponentielle à des niveaux records au rythme effréné de l'évolution de la micro-informatique et des systèmes d'exploitation MS-DOS puis Windows et multiples logiciels évolutifs associés et du marché mondial des compatible PC ...
Paul Allen, qui est plus informaticien et technicien que commercial, devient directeur technique et laisse à Bill Gates le soin du management et du marketing de Microsoft tout en restant un des actionnaires principaux.
Il quitte son poste de directeur technique de Microsoft en 1983 tout en restant au conseil d'administration et actionnaire. Il devient homme d'affaires et mécène en fondant et gérant un empire de sociétés dont il est fondateur, mécène ou actionnaire chapeautées par sa société-mère Vulcan Ventures dont Charter Communications, DreamWorks SKG, Oxygen Media ect et plus d’une quarantaine d’autres sociétés dans les domaines des hautes technologies et des médias...
En 1986, Microsoft fait son entrée en bourse. Ses deux fondateurs deviennent les hommes les plus riches du monde, multi milliardaire avec à ce jour 21 milliards de dollars pour Paul Allen et plus de 59 milliards de dollars pour Bill Gates (chiffre 2007)
En 1995, il est touché par la maladie de Hodgkin dont il parvient à guérir après plusieurs mois de radiothérapie et après une transplantation de moelle osseuse.
En 1997 il fonde la société Vulcan Productions, société de production de film de cinéma
En novembre 2000, Paul Allen démissionne du conseil d'administration de Microsoft et en reste uniquement actionnaire.
En 2003 il se fait construire le plus long et le plus luxueux yacht de la planète, avec 127 m de long qu'il baptise Octopus (pieuvre) en référence au célèbre film Octopussy de James Bond.
Le 4 octobre 2004, il remporte le prix de l’Ansari X Prize et dix millions de dollars après avoir financé et mis au point le SpaceShipOne , le premier vaisseau spatial civil privé envoyé dans l’espace. Il a personnellement participé à son vol inaugural.
Il est célibataire et n'a pas d'enfant, ni aucune relation de couple connue à ce jour.