Paolozzi werd geboren op 7 maart 1924 in Leith in het noorden van Edinburgh, Schotland, en was de oudste zoon van Italiaanse immigranten. In juni 1940, toen Italië de oorlog verklaarde aan Groot-Brittannië, werd Paolozzi geïnterneerd (samen met de meeste andere Italiaanse mannen in Groot-Brittannië). Tijdens zijn drie maanden durende internering in de gevangenis van Saughton bevonden zijn vader, grootvader en oom zich onder de 446 Italianen die zijn verdronken toen het schip dat hen naar Canada bracht, de Arandora Star, tot zinken werd gebracht door een Duitse U-boot.

Paolozzi studeerde in 1943 aan het Edinburgh College of Art, in 1944 kort aan de Saint Martin's School of Art en vervolgens van 1944 tot 1947 aan de Slade School of Fine Art aan het University College London, waarna hij in Parijs werkte. Tijdens zijn verblijf in Parijs van 1947-1949 leerde Paolozzi Alberto Giacometti, Jean Arp, Constantin Brâncuși, Georges Braque en Fernand Léger kennen. Deze periode werd een belangrijke invloed voor zijn latere werk. Zo is de invloed van Giacometti en veel van de oorspronkelijke surrealisten die hij in Parijs ontmoette, te voelen in de groep verloren-was-beelden die Paolozzi in het midden van de jaren vijftig maakte. Hun oppervlakken bezaaid met gevonden voorwerpen en machineonderdelen, moesten hem een grote herkenning opleveren.
Carrière

Na Parijs verhuisde hij terug naar Londen om uiteindelijk zijn atelier in Chelsea te vestigen. Het atelier was een werkplaats vol met honderden gevonden voorwerpen, modellen, beelden, materialen, gereedschap, speelgoed en stapels boeken.[5] Paolozzi was in alles geïnteresseerd en gebruikte een verscheidenheid aan voorwerpen en materialen in zijn werk, met name zijn collages. In 1955 verhuisde hij met zijn familie naar het dorp Thorpe-le-Soken in Essex. Samen met Nigel Henderson (kunstenaar) richtte hij Hammer Prints Limited op, een ontwerpbedrijf dat behangpapier, textiel en keramiek produceerde die aanvankelijk op Landermere Wharf werden vervaardigd. Paolozzi kwam in de jaren vijftig van de vorige eeuw onder de aandacht van het publiek door de productie van een reeks opvallende zeefdrukken en ′Art Brut′-sculptuur. Paolozzi was een van de oprichters van de Independent Group in 1952, die wordt beschouwd als de voorloper van de Britse en Amerikaanse Pop Art-bewegingen uit het midden van de jaren vijftig. Zijn rudimentaire collage uit 1947 I was a Rich Man's Plaything wordt beschouwd als de vroegste standaarddrager van de Pop Art. Hij beschreef zijn werk altijd als surrealistische kunst en werd tijdens zijn carrière in een breed scala aan media nauwer verbonden met de beeldhouwkunst. Paolozzi wordt erkend voor het produceren van grotendeels levensechte beeldhouwwerken, maar met rechtlijnige (vaak kubusvormige) elementen toegevoegd of verwijderd, of de menselijke vorm gedeconstrueerd op een kubistische manier.
Paolozzi sculptuur (1982) in de buurt van het Pimlico station van de Londense metro.