Pau Gasol Sáez se narodil 6. července 1980 ve španělském městě Sant Boi de Llobregat, nedaleko Barcelony. Oba jeho rodiče, Marisa Sáez a Agustí Gasol, byli zdravotníci – otec lékař a matka zdravotní sestra. Tato profese ovlivnila Paua natolik, že sám krátce studoval medicínu na Barcelonské univerzitě, než se plně oddal basketbalu. Jeho mladší bratři, Marc a Adri, se rovněž věnovali basketbalu, přičemž Marc se později stal také úspěšným hráčem NBA.
Své první basketbalové krůčky udělal v mládežnických kategoriích klubů CB Cornell a poté FC Barcelona. Do seniorského týmu Barcelony se probojoval v sezóně 1998–1999, ačkoliv v té době hrál spíše okrajovou roli. Jeho průlom nastal v sezóně 2000–2001, kdy se stal klíčovým hráčem týmu. S Barcelonou v tomto roce vyhrál španělskou ligu ACB a také Copa del Rey (Španělský pohár). Za své výkony byl oceněn jako MVP finále ACB ligy a také jako MVP Copa del Rey. Tyto úspěchy ho katapultovaly mezi nejžádanější mladé talenty v Evropě a přilákaly pozornost skautů z NBA.
V roce 2001 se Pau Gasol přihlásil do draftu NBA a byl vybrán jako 3. celkově týmem Atlanta Hawks. Okamžitě po draftu byl však vyměněn do týmu Memphis Grizzlies výměnou za Shareefa Abdur-Rahima. V Memphisu se stal okamžitě startujícím hráčem a ukázal svůj potenciál. Ve své premiérové sezóně 2001–2002 zaznamenal průměrně 17,6 bodu a 8,9 doskoku na zápas, což mu vyneslo ocenění NBA Rookie of the Year (Nový hráč roku). Stal se tak prvním zahraničním hráčem, který toto ocenění získal.
Během svých let v Memphisu (2001–2008) se Gasol etabloval jako jeden z nejlepších podkošových hráčů ligy. I přes jeho individuální kvality se však Grizzlies potýkali s týmovými výsledky. Pod Gasolovým vedením se ale týmu podařilo třikrát v řadě (2004, 2005, 2006) probojovat do play-off, což byly historicky první účasti v play-off pro tuto franšízu. I když Grizzlies v play-off nikdy nepřešli přes první kolo, Pau Gasol si udržoval vysokou úroveň výkonů. V roce 2006 byl poprvé vybrán do NBA All-Star Game, čímž se stal prvním hráčem Grizzlies, který této pocty dosáhl. V sezóně 2007–2008 se potýkal se zraněními, což vedlo k menšímu počtu odehraných zápasů.
Přesun, který zásadně změnil trajektorii jeho kariéry i osud týmu, nastal 1. února 2008, kdy byl Pau Gasol vyměněn z Memphisu do týmu Los Angeles Lakers. Tento obchod byl považován za jeden z nejzásadnějších v historii NBA. V Lakers se okamžitě stal klíčovou posilou a vytvořil silnou dvojici s hvězdou týmu Kobem Bryantem. Jeho schopnost doskakování, obrany, přihrávek a skórování z něj udělala ideálního partnera pro Bryanta.
S Lakers se Gasol okamžitě dostal do finále NBA v roce 2008, kde však tým prohrál s Boston Celtics. Následující dvě sezóny byly pro Lakers a Gasola mimořádně úspěšné. V sezóně 2008–2009 Lakers vyhráli NBA titul, když ve finále porazili Orlando Magic. Gasol v této sérii zaznamenal průměrně 18,6 bodu, 9,2 doskoku a 2,2 bloku na zápas. Úspěch zopakovali i v sezóně 2009–2010, kdy ve strhujícím sedmizápasovém finále opět porazili Boston Celtics a získali svůj druhý titul NBA v řadě. Gasol byl v těchto letech nedílnou součástí týmu a byl vybrán do NBA All-Star Game v letech 2009, 2010 a 2011. Během svého působení v Lakers (2008–2014) si udržoval vynikající statistiky, často dosahoval double-double a byl považován za jednoho z nejlepších vysokých hráčů ligy.
Po šesti a půl sezónách v Los Angeles Lakers se Pau Gasol v létě 2014 stal volným hráčem a podepsal smlouvu s týmem Chicago Bulls. V Chicagu prožil další úspěšné období, kde se stal lídrem týmu a dvakrát byl vybrán do NBA All-Star Game (2015, 2016). V sezóně 2014–2015 zaznamenal svůj kariérní průměr v doskocích s 11,8 na zápas a vedl ligu v počtu double-double. Bulls se s ním dvakrát probojovali do play-off.
V roce 2016 se Gasol připojil k týmu San Antonio Spurs, kde strávil dvě a půl sezóny. Jeho role se postupně měnila, ale stále přinášel týmu zkušenosti a přehled. V sezóně 2016–2017 pomohl Spurs postoupit až do finále Západní konference. Následovaly kratší štace u Milwaukee Bucks v roce 2019 a Portland Trail Blazers také v roce 2019, kde však kvůli zranění nohy odehrál pouhé tři zápasy a nakonec se s týmem rozešel. V roce 2021 se na krátkou dobu opět připojil k Lakers, ale z důvodu zranění nenastoupil do žádného zápasu.
Po zotavení ze zranění se Pau Gasol v únoru 2021 vrátil do svého mateřského klubu FC Barcelona. Bylo to emotivní shledání, které mu umožnilo zakončit kariéru tam, kde začala. S Barcelonou vyhrál španělskou ligu ACB v sezóně 2020–2021. Po olympijských hrách v Tokiu v roce 2021, kde reprezentoval Španělsko, oznámil 5. října 2021 definitivní ukončení své hráčské kariéry.
Pau Gasol byl dlouhodobě klíčovou postavou španělského národního týmu, s nímž dosáhl mimořádných úspěchů. Jeho mezinárodní kariéra je plná medailí a individuálních ocenění. S národním týmem vyhrál zlatou medaili na Mistrovství světa FIBA v roce 2006, kde byl navíc jmenován MVP turnaje. Španělsko se pod jeho vedením stalo jednou z dominantních sil světového basketbalu.
Na olympijských hrách získal tři medaile: dvě stříbrné medaile (Peking 2008, Londýn 2012) a jednu bronzovou medaili (Rio de Janeiro 2016), přičemž ve všech těchto turnajích hrál klíčovou roli. Byl také mimořádně úspěšný na Mistrovství Evropy (EuroBasket), kde s týmem získal tři zlaté medaile (2009, 2011, 2015), a k tomu přidal dvě stříbrné medaile (2003, 2007). Na EuroBasketu 2015 byl opět vyhlášen MVP turnaje za své dominantní výkony.
Pau Gasol je známý pro své humanitární aktivity. Je dlouholetým ambasadorem UNICEF a aktivně se zapojuje do různých charitativních projektů. Jeho rodiče byli lékaři a Pau sám se zajímal o medicínu, což se projevilo i v jeho přístupu k životu a jeho zapojení do zdravotnických iniciativ. Spolu se svým bratrem Marcem založil Gasol Foundation, která se zaměřuje na prevenci dětské obezity.
Dne 7. března 2023 Los Angeles Lakers na slavnostním ceremoniálu vyřadili dres s číslem 16, který Pau Gasol nosil, a vyvěsili ho ke stropu arény Crypto.com Center, čímž ho zařadili po bok dalších hvězd klubu, včetně Kobeho Bryanta. Gasol je ženatý s Catherine McDonnell a mají spolu dceru. Po ukončení aktivní kariéry se věnuje rodině, charitě a působí také jako poradce v basketbalovém prostředí.