Paul Thomas Anderson s-a nascut in ziua de Anul Nou, 1 Ianuarie 1970, in Studio City, California. Creste in The Valley, unde in anii '70 prospera industria porno. Devine obsedat de filmele porno de la o varsta frageda. Mai fascinat de mediul pornografic decat de scoala, se dovedeste a fi un elev foarte prost si in clasa a 6-a este dat afara din scoala din pricina comportamentul neadecvat.
Pasionat de regie, Andreson realizeaza primul film in liceu: un documentar de 30 de minute intitulat Dirk Diggler, inspirat dintr-un articol despre actorul de filme porno John Holmes si dotarile acestuia de 33 cm. Documentarul va fi mai tarziu dezvoltat in lungmetrajul Boogie Nights cu Mark Wahlberg, filmul care va atrage atentia asupra sa.
Pentru a-si cultiva pasiunea pentru film se inscrie la universitatea de film din New York pe care o va parasi dupa doua zile.
Isi incepe cariera in domeniul audio-vizualului ca asistent de platou pentru diverse filme TV si clipuri. In 1992 realizeaza un nou scurtmetraj Cigarettes and coffee (a nu se confunda cu colectia de scurtmetraje Coffee and Cigarettes al lui Jim Jarmusch). Scurtmetrajul este difuzat in cadrul festivalului de la Sundance din 1993. Dupa acest pas, Anderson ia calea Hollywood-ului, unde debuteaza cu lungmetrajul Sydney, reintitulat Hard Eight. Lansat in 1996 filmul se dovedeste o catastrofa pentru tanarul regizor care este concediat de casa de productie, care nu-i permite sa-si distribuie propria versione a filmului pana in momentul in care Anderson il inscrie in taina la festivalul de la Cannes, unde este apreciat. Cu exceptia catorva impresii pozitive, filmul trece neobservat.
Filmul care-l va scoate din anonimat va fi Boogie Nights la care Anderson incepe sa scrie inca din timpul productiei la Hard Eight. Creatia ii va aduce numeroase premii printre care doua Globuri de Aur si trei Oscaruri. Urmeaza un nou succes in 1999 cu filmul Magnolia. Urmatoarea creatie este Punch Drunk Love, un film care in ciuda marketingului si a unui premiu la Cannes pentru cea mai buna regie, nu rezoneaza cu publicul.
Dezamagit de lipsa de reactie a publicului la ultimul film, Anderson isi ia un job de asistent la productia unui film (A Prairie Home Companion) marca Robert Altman, unul din idolii sai. Acest lucru il inspira si-l reincarca creativ, si in 2007 lanseaza filmul There will be blood cu Daniel Day Lewis in rolul principal.
În decembrie 2009, Anderson a lucrat la filmul despre un „intelectual carismatic” care a început o nouă religie în anii 1950. Maestrul a fost lansat în 2012 și a fost apreciat de critici. La cea de-a 85-a ediție a premiului Oscar, filmul a fost nominalizat la trei premii: cel mai bun actor, Joaquin Phoenix; cel mai bun actor în rol secundar, Seymour Hoffman; cea mai bună actriță în rol secundar, Amy Adams. La filmul Viciu inerent, Anderson a lucrat din nou cu Phoenix. După lansarea sa în decembrie 2014, filmul a fost nominalizat la două premii la cea de-a 87-a ediție a premiului Oscar, pentru Cel mai bun scenariu adaptat și Cel mai bun design de costume. Anderson a regizat Junun, un documentar din 2015 despre realizarea albumului de către compozitorul și chitaristul Radiohead Jonny Greenwood. Anderson a lansat Phantom Thread în 2017, cu Day-Lewis în rol principal. Phantom Thread a fost nominalizat la șase premii la cea de-a 90-a ediție a premiului Oscar, câștigând unul pentru cele mai bune costume. În 2019, Anderson a regizat scurtmetrajul muzical Anima, cu solistul trupei Radiohead, Thom Yorke. A fost nominalizat la premiul Cel mai bun film muzical la Premiile Grammy din 2020. Anderson a lansat Licorice Pizza în decembrie 2021. A fost nominalizat la premiile pentru Cel mai bun film, Cel mai bun regizor și Cel mai bun scenariu original la cea de-a 94-a ediție a premiului Oscar. În 2022, Anderson a rescris porțiuni din filmul Napoleon, regizat de Ridley Scott în 2023, după ce actorul principal, Joaquin Phoenix, care lucrase cu Anderson, a amenințat că va părăsi proiectul. Pe 10 ianuarie 2024, Leonardo DiCaprio, Regina Hall și Sean Penn au fost distribuiți în filmul lui Anderson, One Battle After Another. Actrița Alana Haim și cântăreața Teyana Taylor s-au alăturat distribuției. Filmul a fost lansat pe 26 septembrie 2025, fiind aclamat de critici, și câștigând Globuri de Aur pentru cel mai bun film musical /comedie, cel mai bun regizor, Paul Thomas Anderson, cel mai bun scenariu, Paul Thomas Anderson, cea mai bună actriță în rol secundar, Teyana Taylor, la cea de-a 83-a ediție a premiilor Globul de Aur din 2026.
