二次大战中，保罗·纽曼曾在海军服役，因有色弱症，没能实现当驾驶员的梦想。退役后他回到家乡，得到了一份体育奖学金从而进入了凯尼恩学院学习。但一次膝关节损伤使他不得不放弃运动，从此他开始转向演戏，加入了威斯康新州的一个夏令剧目公司。父亲去世后，他将商店的股权转让给了弟弟，自己前去投考耶鲁大学戏剧学院的研修生。
1952年，在哥伦比亚广播公司的亲情剧《奥尔德里奇的家》中得到了一个角色。
1953年，首次于百老汇亮相，在威廉-英奇的舞台剧《野餐》中出演艾伦-西摩。
1954年，参演个人第一部电影《圣杯》，从而正式进入娱乐圈，该片由维克托·萨维尔执导，他凭借该片获得第14届美国电影电视金球奖电影类-最佳男新人奖。
1956年，与皮耶尔·安杰利合作主演传记电影《回头是岸》。
1958年，与乔安娜·伍德沃德共同出演根据威廉·福克纳小说改编的剧情电影《夏日春情》，他凭借该片获得第11届戛纳国际电影节主竞赛单元-最佳男演员奖；同年，与伊丽莎白·泰勒、伯尔·艾弗斯联袂主演剧情电影《热铁皮屋顶上的猫》，饰演美国富豪不重名利的儿子——橄榄球运动员布鲁克·波利特，他凭借该片入围第31届奥斯卡金像奖最佳男演员奖、第12届英国电影学院奖电影奖-最佳外国男演员奖；此外，还主演了由阿瑟·佩恩执导的西部传记电影《左手持枪》，饰演来自纽约下层的少年“恶棍”William Bonney。
1959年，与碧莉·伯克合作主演剧情电影《费城青年》，饰演崭露头角的年轻律师Anthony Lawrence。1960年，与伊娃·玛丽·桑特、拉尔夫·理查德森联合主演动作电影《出埃及记》，饰演发动民族解放战争的以色列反对派领袖Ari Ben Canaan；同年，与乔安娜·伍德沃德共同主演由马克·罗布森执导的剧情电影《露台春潮》。
1961年，与杰基·格黎森合作主演改编自沃尔特·特维斯同名小说的爱情电影《江湖浪子》，饰演不甘沉沦的年轻职业球手，他凭借该片入围第34届奥斯卡金像奖最佳男演员奖；同年，与乔安娜·伍德沃德合作主演爱情音乐电影《巴黎狂恋》，饰演对声音敏感的长号手兰姆。1962年，主演由理查德·布鲁克斯执导的爱情片《浓爱痴情》，他凭借该片入围第20届美国电影电视金球奖电影类-剧情类最佳男主角奖。
1963年，与乔安娜·伍德沃德合作主演爱情片《新恋爱经》；同年，主演由马丁·里特执导的剧情电影《一个年轻人的冒险》，他凭借该片入围第20届美国电影电视金球奖电影类-最佳男配角奖；此外，还主演了动作电影《原野铁汉》，他凭借该片入围第36届奥斯卡金像奖最佳男主角奖、第21届美国电影电视金球奖电影类-剧情类最佳男主角奖。
1964年，与雪莉·麦克雷恩合作主演黑色喜剧电影《傻女十八变》；同年，主演犯罪电影《暴行》。
1965年，与彼德·乌斯蒂诺夫共同主演喜剧电影《兰黛夫人》。1966年，与朱丽·安德鲁斯共同主演由阿尔弗雷德·希区柯克执导的剧情电影《冲破铁幕》，饰演年轻的美国火箭科学家迈克尔·阿姆斯特朗；同年，与劳伦·白考尔合作主演犯罪电影《地狱先锋》，饰演头脑清晰的私家侦探哈伯。
1967年，与乔治·肯尼迪、丹尼斯·霍珀联合主演根据唐·皮尔斯同名小说的改编犯罪片《铁窗喋血》，饰演但拒绝向强权和体制屈服的囚犯卢克，他凭借该片入围第40届奥斯卡金像奖最佳男主角奖、第25届美国金球奖电影类-剧情类最佳男主角奖；同年，主演由马丁·里特执导的西部动作电影《野狼》，饰演生性豪放不羁的约翰·罗塞尔。
1968年，保罗·纽曼执导个人第一部电影《巧妇怨》，该片获得第41届奥斯卡金像奖最佳电影奖，他凭借该片获得纽约影评人协会最佳导演、第26届美国金球奖电影类-最佳导演奖。
1969年，与罗伯特·雷德福合作出演《虎豹小霸王》，他凭借该片入围第24届英国电影学院奖电影奖-最佳男主角奖。
1970年，与乔安娜·伍德沃德合作主演纪录片《电影皇帝》。
1971年，与亨利·方达、迈克尔·萨雷金联袂主演剧情电影《永不让步》。
1972年，执导剧情电影《伽马射线效应》，该片入围第26届戛纳国际电影节主竞赛单元；同年，主演由斯图亚特·罗森博格执导的西部喜剧电影《两条牛仔龙》。
1973年，与罗伯特·雷德福合作主演犯罪电影《骗中骗》，该片获得第46届奥斯卡金像奖最佳影片奖；同年，与詹姆斯·梅森共同主演惊悚电影《谍海龙虎斗》。
1974年，与史蒂夫·麦奎因合作主演剧情电影《火烧摩天楼》。
1975年，与乔安娜·伍德沃德合作主演惊悚电影《大冲击》。
1976年，与Joel Grey共同主演西部喜剧电影《水牛比尔和印第安人》。
1977年，主演由乔治·罗伊·希尔执导的传记电影《冰球小子》。
1979年，与维托里奥·加斯曼共同主演由罗伯特·奥特曼执导的科幻悬疑电影《五重奏》。
1980年，主演由詹姆斯·戈德斯通执导的冒险电影《大震撼》。
1981年，与莎莉·菲尔德合作主演爱情电影《没有恶意》，饰演死了很久的黑手党党魁儿子Michael Colin Gallagher，他凭借该片入围第54届奥斯卡金像奖最佳男主角奖。
1982年，与杰克·瓦尔登共同主演剧情片《大审判》，他凭借该片入围第55届奥斯卡金像奖最佳男主角奖、第40届美国电影电视金球奖电影类-剧情类最佳男主角奖。
1984年，自导自演的剧情电影《父子情深》在美国上映。
1985年，保罗·纽曼被授予荣誉奥斯卡奖。
1986年，保罗·纽曼与汤姆·克鲁斯合作主演由马丁·斯科赛斯执导的剧情片《金钱本色》，在片中饰演息杆多年的台球老手艾迪，他凭借该片入围第44届美国电影电视金球奖电影类-剧情类最佳男主角奖，获得第59届奥斯卡金像奖最佳男主角；同年，获得奥斯卡金像奖终身成就奖与美国演员工会奖终身成就奖。
1987年，执导由乔安娜·伍德沃德、约翰·马尔科维奇合作主演的剧情电影《玻璃动物园》，该片入围第40届戛纳国际电影节主竞赛单元。
1989年，与布鲁斯·威利斯合作主演由罗伯特·本顿执导的剧情片《大智若愚》，他凭借该片入围第67届奥斯卡金像奖最佳男主角奖，获得第45届柏林国际电影节银熊奖-最佳男演员奖；同年，与邦妮·比蒂丽娅、劳拉·邓恩约翰·库萨联袂主演以战争历史为题材的剧情片《肥佬大作战》。
1990年，与乔安娜·伍德沃德、布莱思·丹纳联合主演剧情片《末路英雄半世情》。
1991年，出演由Robert Guenette执导的纪录片《华纳巨星的回忆》。
1993年，在喜剧电影《美国阶级》中饰演Dave。
1994年，获得第66届奥斯卡金像奖吉恩.赫肖尔特人道主义奖；同年，与蒂姆·罗宾斯合作主演奇幻喜剧片《金钱帝国》，在片中饰演马斯伯格；此外，还与杰西卡·坦迪共同主演了以一名个性倔犟的老建筑工为中心展开的剧情片《谁也不是傻子》。
1997年，出演由Stephen Low执导的运动记录片《超级赛车场》。
1998年，主演由罗伯特·本顿执导的惊悚悬疑片《黎明时分》。
1999年，与凯文·科斯特纳、罗宾·怀特联合出演根据小说改编而成的爱情片《瓶中信》。
2000年，与琳达·菲奥兰提诺合作主演犯罪喜剧片《神偷大话王》。
2002年，保罗·纽曼与汤姆·汉克斯、裘德·洛联合主演改编自马克斯·艾伦·柯林斯同名漫画小说的惊悚冒险片《毁灭之路》，饰演表面上进行贩酒和仓储的买卖，背地则进行贩运违禁品和杀人等勾当的帮派领袖鲁尼，入围第75届奥斯卡金像奖最佳男配角奖、第66届美国金球奖最佳男配角奖。
2004年，出演传记纪录片《告诉他们你是谁》。
2005年，与艾德·哈里斯、菲利普·塞默·霍夫曼联合出演由弗雷德·谢皮西执导的爱情片《帝国的崩塌》，并担任该片的制作人，他凭借该片获得第63届美国电影电视金球奖电视类-最佳男配角奖；同年，为动画纪录片《华丽的荒土：月球漫步记》配音；此外，还出演了由Michael J. Sheridan执导的纪录片《詹姆斯·迪恩：永恒的青春》。
2006年，与达拉·安德森、马克·尼尔逊联袂为剧情动画片《拖线与鬼火》配音；同年，与欧文·威尔逊、邦妮·亨特联合为喜剧动画片《赛车总动员》配音，配音的老爷车哈德森博士是个曾经的赛车高手，因为车祸遗憾告别车坛，来到小镇隐居；此外，还主演了由乔治·巴特勒执导的纪录片《漫游火星》。
2007年，与Father Christopher合作出演纪录片《糖的代价》。
2008年，为由詹姆斯·霍尼伯内执导的励志动画片《蒙哥》配音。
赛车总动员2006 饰演Doc Hudson (voice) 导演约翰·拉塞特，乔·兰福特 主演欧文·威尔逊，邦尼·亨特
毁灭之路2002 饰演John Rooney 导演萨姆·门德斯 主演裘德·洛，汤姆·汉克斯
神偷大话王2000 饰演Henry 导演马雷克·卡尼维斯 主演琳达·费奥伦蒂诺
瓶中信1999 饰演Dodge Blake 导演路易斯·曼多奇 主演凯文·科斯特纳，罗宾·怀特
黎明时分1998 饰演Harry Ross 导演罗伯特·本顿 主演苏珊·萨兰登
大智若愚1994 饰演Sully 导演罗伯特·本顿 主演杰西卡·坦迪
金钱帝国1994 饰演Sidney J. Mussburger 导演乔尔·科恩，伊桑·科恩 主演蒂姆·罗宾斯
末路英雄半世情1990 饰演Walter Bridge
爱的大风暴1989 饰演Gov. Earl K. Long 导演罗恩·谢尔顿 主演洛丽塔·大卫多维奇
肥佬大作战1989 饰演Gen. Leslie R. Groves 导演罗兰·约菲 主演邦妮·比蒂丽娅
金钱本色1986 饰演Fast Eddie Felson 导演马丁·斯科塞斯 主演汤姆·克鲁斯
父子情深1984 饰演Harry Keach 导演保罗·纽曼 主演罗比·本森
大审判1982 饰演Frank Galvin 导演西德尼·吕美特 主演夏洛特·兰普林
没有恶意1981 饰演Gallagher 导演西德尼·波拉克 主演莎莉·菲尔德
布朗克斯，阿帕奇要塞1981 饰演Murphy 导演丹尼尔·皮特里 主演爱德华·阿斯纳
大震撼1980 饰演Hank Anderson 导演詹姆斯·戈德斯通 主演杰奎琳·比塞特
五重奏1979 饰演Essex 导演罗伯特·奥特曼 主演维托里奥·加斯曼
冰球小子1977 饰演Reggie 'Reg' Dunlop 导演乔治·罗伊·希尔 主演Strother Martin
水牛比尔和印第安人1976 饰演William 'Buffalo Bill' Cody 导演罗伯特·奥特曼 主演乔尔·格雷
无声电影1976 饰演Paul Newman 导演梅尔·布鲁克斯 主演梅尔·布鲁克斯，马蒂·费德曼
大冲击1975 饰演Harper 导演斯图亚特·罗森博格 主演乔安娜·伍德沃德
摩天大楼失火记1974 饰演Doug Roberts 导演约翰·古勒米，伊尔温·艾伦 主演史蒂夫·麦奎因
骗中骗1973 饰演Henry Gondorff 导演乔治·罗伊·希尔 主演罗伯特·雷德福
谍海龙虎斗1973 饰演Rearden 导演约翰·休斯顿 主演多米尼克·桑达
罗伊·比恩法官的生平1972 饰演Judge Roy Bean 导演约翰·休斯顿 主演理查德·法恩斯沃斯
两条牛仔龙1972 饰演Jim Kane 导演斯图亚特·罗森博格 主演李·马文
永不让步1970 饰演Hank Stamper 导演保罗·纽曼 主演亨利·方达
野性呼声1970 饰演Rheinhardt
虎豹小霸王1969 饰演Butch Cassidy 导演乔治·罗伊·希尔 主演罗伯特·雷德福
获胜1969 饰演Capua 导演詹姆斯·戈德斯通 主演乔安娜·伍德沃德
弗里格的秘密战争1968 饰演Pvt. Harry Frigg
铁窗喋血1967 饰演Luke 导演斯图亚特·罗森博格 主演乔治·肯尼迪
野狼1967 饰演John Russell 导演马丁·里特 主演弗雷德里克·马奇
冲破铁幕1966 饰演Professor Michael Armstrong 导演阿尔弗雷德·希区柯克 主演朱丽·安德鲁斯
地狱先锋1966 饰演Lew Harper 导演杰克·斯米特 主演劳伦·白考尔
兰黛夫人1965 饰演Armand Denis 导演彼德·乌斯蒂诺夫 主演索菲娅·罗兰
暴行1964 饰演Juan Carrasco 导演马丁·里特 主演劳伦斯·哈维
傻女十八变1964 饰演Larry Flint 导演J·李·汤普森 主演雪莉·麦克雷恩
大奖1963 饰演Andrew Craig 导演马克·罗布森 主演艾尔克·萨默
新恋爱经1963 饰演Steve Sherman 导演梅尔韦尔·沙维尔森 主演乔安娜·伍德沃德
2005 帝国的崩塌 饰演Max Roby
1953 美利坚的冷酷时刻 饰演Giorgio 导演Alex Segal，保罗·博加特 合作演员理查德·凯利，贝丝蒂·帕尔默
1953 你在那儿 饰演Nathan Hale 导演Bernard Girard，西德尼·吕美特 合作演员沃尔特·克隆凯特，Paul Birch
1950 明星猜猜看 饰演Mystery Guest 导演Franklin Heller，Frank Satenstein 合作演员John Daly，Arlene Francis
2003 第75届 最佳男配角奖 《毁灭之路》 （提名）
1995 第67届 最佳男主角奖 《大智若愚》 （提名）
1994 第66届 吉恩.赫肖尔特人道主义奖 （获奖）
1987 第59届 最佳男主角奖 《金钱本色》 （获奖）
1986 第58届 荣誉奖 （获奖）
1983 第55届 最佳男主角奖 《大审判》 （提名）
1982 第54届 最佳男主角奖 《没有恶意》 （提名）
1969 第41届 最佳影片奖 《巧妇怨》 （提名）
1968 第40届 最佳男主角奖 《铁窗喋血》 （提名）
1964 第36届 最佳男主角奖 《原野铁汉》 （提名）
1962 第34届 最佳男主角奖 《江湖浪子》 （提名）
1959 第31届 最佳男主角奖 《热铁皮屋顶上的猫》 （提名）
1987 第40届 主竞赛单元-金棕榈奖 《玻璃动物园》 （提名）
1973 第26届 主竞赛单元-金棕榈奖 《伽马射线效应》 （提名）
1958 第11届 主竞赛单元-最佳男演员奖 《漫长的炎夏》 （获奖）
1995 第45届 银熊奖-最佳男演员奖 《大智若愚》 （获奖）
2006 第63届 电视类-最佳男配角奖 《帝国的崩塌》 （获奖）
2003 第60届 电影类-最佳男配角奖 《毁灭之路》 （提名）
1995 第52届 电影类-剧情类最佳男主角奖 《大智若愚》 （提名）
1987 第44届 电影类-剧情类最佳男主角奖 《金钱本色》 （提名）
1984 第41届 塞西尔.B.戴米尔奖 （获奖）
1983 第40届 电影类-剧情类最佳男主角奖 《大审判》 （提名）
1969 第26届 电影类-最佳导演奖 《巧妇怨》 （获奖）
1968 第25届 电影类-剧情类最佳男主角奖 《铁窗喋血》 （提名）
1966 第23届 Henrietta Award-最受欢迎男演员 （获奖）
1964 第21届 Henrietta Award-最受欢迎男演员 （获奖）
1964 第21届 电影类-剧情类最佳男主角奖 《原野铁汉》 （提名）
1963 第20届 电影类-剧情类最佳男主角奖 《浓爱痴情》 （提名）
1963 第20届 电影类-最佳男配角奖 《一个年轻人的冒险》 （提名）
1962 第19届 电影类-剧情类最佳男主角奖 《江湖浪子》 （提名）
1957 第14届 电影类-最佳男新人奖 《圣杯》 （获奖）
2003 第56届 电影奖-最佳男配角奖 《毁灭之路》 （提名）
1971 第24届 电影奖-最佳男主角奖 《虎豹小霸王》 （提名）
1964 第17届 电影奖-最佳外国男演员奖 《原野铁汉》 （提名）
1962 第15届 电影奖-最佳外国男演员奖 《江湖浪子》 （获奖）
1959 第12届 电影奖-最佳外国男演员奖 《热铁皮屋顶上的猫》 （提名）
1983 第27届 最佳外国男演员奖 《大审判》 （获奖）
2005 第57届 迷你剧/电视电影最佳男配角 《帝国的崩塌》 （获奖）
2005 第57届 最佳迷你剧 《帝国的崩塌》 （提名）
2003 第55届 迷你剧/电视电影最佳男主角 《Our Town》 （提名）
1981 第33届 迷你剧/电视电影最佳导演 《The Shadow Box》 （提名）
2003 第57届 戏剧类最佳男主角 《Our Town》 （提名）
20世纪80年代和90年代，他开始饰演一些年纪稍长的角色，他从依靠健美的体魄、古典型的相貌转向更为成熟、简朴的表演风格，更加注重对角色的深度理解（新浪娱乐评）。
保罗·纽曼是一个身材健美、拥有婴儿般湛蓝眼珠且幽默风趣魅力无限的英俊男人，是个懂得利用身边一切事物的人，知道如何享受生活带给他的一切。而且当他意识到他在做着多么与众不同的事的时候，他又不愿意承认这点。总之，他的慷慨和善良影响了他身边的每一个人（腾讯娱乐评）。
如果说马龙·白兰度和詹姆斯·迪恩把目空一切的美国男人定义为乖戾的反判形象，那么保罗·纽曼更像是一个叛逆者，他英俊的外表和坦率的蓝色眼睛散出的磁力，几乎不可抵挡。他有着优雅的外形，丰富的幽默感。他既是一位雄心勃勃、智力发达的演员，也是对所从事行业充满热情的学生（纽约时报评）。
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