Nato nel 1967 a New Haven in Cunnecticut, Paul Giamatti è da anni un navigato caratterista che ha preso parte a innumerevoli e importanti film nel panorama dell'industria cinematografica americana.
A chi spesso non lo ricorda, come lui stesso ammette in un'intervista, infatti, è vittima di un certo anonimato, basta ricordare alcuni dei successi a cui ha collaborato in qualità di attore non protagonista tra cui: La dea dell'amore (Woody Allen), Donnie Brasco (Mike Newell), Salvate il soldato Ryan (Steven Spielberg), The Truman Show (Peter Weir), Man on the moon (Milos Forman), Paycheck (John Woo), Sideways (Alexander Payne), The illusionist (Neil Burger).

La propensione alla recitazione si sviluppa in Paul fin da bambino, in casa si respira, infatti, arte e cultura; il padre Bartlett Giamatti è un italo americano docente di letteratura alla Yale University, di cui diventa il più giovane presidente; scrive, tra le altre cose, sei libri. La madre, irlandese americana, Toni Smith, era un'attrice prima del matrimonio; il fratello maggiore Marcus è anch'egli un attore e infine la sorella Elena disegna gioielli. Le sue attitudini vengono forgiate presso l'Università di Yale dove oltre a conseguire la laurea in letteratura inglese, ottiene il diploma dalla Scuola di arti drammatiche della prestigiosa università. La primissima passione è dunque il teatro; con la compagnia del college gira gli Stati Uniti toccando Seattle, San Diego, Massachusetts ed infine Broadway. Il debutto sul grande schermo, dopo alcune partecipazioni televisive, avviene invece nel 1992 con il film Singles - L'amore è un gioco; da quel momento la sua carriera non ha un momento di sosta. Giamatti lavora, infatti, al fianco dei più grandi registi e attori hollywoodiani. La decisione di fare l'attore di supporto caratterista arriva proprio da lui che in varie interviste asserisce: "non ho mai voluto essere più di un buon attore non protagonista, lo adoro... ne ho la mentalità". La sua carriera è caratterizzata da tre celebri remake Sabrina, Il dottor Dolittle e Il pianeta delle scimmie; in due di questi interpreta il ruolo di una scimmia, in tre film interpreta personaggi realmente esistiti, si tratta di Man on the moon, Private Parts e American Splendor, e infine in questi stessi tre film i protagonisti vengono invitati al David Letterman Show.
Il successo decretato dalla critica arriva per l'attore nel 2003 quando interpreta American Splendor, film indipendente di Sharin Springer Berman e Robert Pulcini, che gli vale la vittoria come miglior interprete assegnata dalla National Board of Review.
L'anno successivo giunge anche il successo di pubblico per la sua mirabile interpretazione di Miles, scrittore fallito in Sideways, film a cui l'attore è particolarmente legato, considerandolo il suo lavoro più appassionante e interessante, che vince l'Oscar per la miglior sceneggiatura. In questo caso Giamatti non viene nominato, la candidatura arriva invece nel 2006 come migliore attore non protagonista per il film Cinderella man. Il suo personalissimo criterio di scelta nell'accettare i ruoli che gli vengono proposti è il divertimento e la possibilità di rendere i suoi personaggi unici, piccoli camei di umanità (o disumanità, a seconda dei casi). L'attore ama lavorare, gettarsi in progetti nuovi e dedicarsi nel tempo libero alla sua famiglia; dal 1997 è infatti sposato con Elizabeth Coehn, dalla quale ha avuto il figlio Samuel, nato nel 2001.

Sin dal suo esordio all’Annex Theatre di Seattle, avvenuto nel 1989, Paul Giamatti ha continuato a lavorare in teatro, al cinema e in televisione per quasi 20 anni. Di recente ha partecipato alla miniserie della HBO John Adams (con Laura Linney, Tom Wilkinson, David Morse e Stephen Dillane) con la quale ha vinto un Emmy Award, un Golden Globe e uno Screen Actors Guild Award.
Tra i molteplici ruoli interpretati sul grande schermo ricordiamo Cinderella Man – Una ragione per lottare, di Ron Howard, per il quale è stato candidato agli Academy Award® e al Golden Globe; Sideways – In viaggio con Jack, con il quale ha vinto un Independent Spirit Award e un New York Film Critics Circle Award e per il quale è stato candidato ai Golden Globe; American Splendor, per il quale è stato candidato all’Independent Spirit Award nella categoria Migliore attore e con il quale ha vinto un National Board of Review Award; Shoot’em Up - Spara o muori; L’illusionista; Man on the Moon; The Hawk Is Dying e Il pianeta delle scimmie.

In teatro, ha preso parte al revival di The Iceman Cometh portato in scena da Kevin Spacey candidandosi al Drama Desk Award come Miglior attore non protagonista per la sua interpretazione di Jimmy Tomorrow. A Broadway, ha ottenuto grande successo nelle opere Three Sisters, diretta da Scott Elliott; Racing Demon, diretta da Richard Eyre e Arcadia, diretta da Trevor Nunn. Ha preso parte alla produzione off-Broadway dell’opera di Bertolt Brecht The Resistible Rise of Arturo Ui, portata in scena da Simon McBurney e interpretata da Al Pacino.
In televisione, è apparso in Intrigo ai vertici del potere, con James Spader; nel film della HBO Winchell, al fianco di Stanley Tucci e in If These Walls Could Talk 2, di Jane Anderson.
I progetti di prossima uscita includono il film di Andrés Baiz Babylon (con Anthony Mackie) e The Last Station, racconto sugli ultimi anni di vita dello scrittore russo Lev Tolstoy, co-interpretato da Christopher Plummer, Helen Mirren e James McAvoy.
Giamatti è membro fondatore della società di produzione Touchy Feely Films di New York, che ha prodotto il debutto direttoriale di Paul Schneider, Pretty Bird (Sundance Dramatic Competition 2008), e Cold Souls, scritto e diretto da Sophie Barthes (Sundance Dramatic Competition 2009). I progetti attualmente in lavorazione includono l’adattamento dell’opera di Peter Abrahams “Oblivion” (con Chris Zalla, direttore di Padre Nuestro, vincitore del Grand Jury Prize al Sundance Film Festival del 2007); Xmas, della sceneggiatrice Melissa James Gibson vincitrice di un OBIE Award; The Cloud Room, di Rob Devor e Charles Mudede (Zoo); un film su James Hogue, che frequentò l’Università di Princeton sotto falso nome (soggetto tratto dal documentario di Jesse Moss Con Man); e Bubba Nosferatu, sequel del cult classico di Don Coscarelli Bubba Ho-Tep.
Giamatti si è diplomato alla Yale School of Drama.