Nace en París el 1 de octubre de 1865, en el seno de una familia muy culta.
En 1881 cuando tenía los diecisiete años ingresó en el conservatorio de París, donde estudió piano con Mathias, armonía con Théodore Dubois y en 1883 se incorporó también a las clases de composición de Ernest Guiraud y Claude Debussy, con quien mantendría la misma viva amistad hasta la muerte de este.
Recibió pocas recompensas durante los siete años de estudios en conservatorio, pero salió con una sólida técnica de composición. Desde el primer momento se vio inclinado por el vanguardista y mostró entusiasmo por los artistas más famosos de esa época: Edoard Lalo, Emmanuel Chabrier, Vincent d'Indy, Richard Wagner, cuyo descubrimiento se hizo en Bayreuth en el verano de 1886.
Su primera obra presentada al público fue Polyeucte, en 1892 fue como crítico, demostrando extraordinario buen gusto y una cultura fuera de común. Tras la Sinfonía en do mayor, estrenada en 1897 obtuvo un gran éxito con el Aprendiz del brujo, scherzo sinfónico basado en una balada de Goethe. Así pasó a ocupar un lugar entre los guías de su generación y su renombre quedó bien consolidado. A partir de 1909, fue profesor de composición.
En los quince años posteriores sus nuevas obras -poco numerosas aunque exponentes de un pensamiento elevado y con una escritura muy personal- irían apareciendo tras largos periodos de silencio y de meditación: la sonata para piano, en 1901, las Variaciones, interludio y final sobre untema de Rameau, en 1903, Ariana y barba azul, cuento lírico con tres actos con libreto de Maeterlinck, en 1907, y finalmente La peri, poema coreográfico, en 1912, le colocarían en la cúspide de la notoriedad.
Se produjo entonces un cambió profundo: P. Dukas se encerró en un silencio casi absoluto. Pero nunca dejó de componer en los veintitrés años que le quedaban de vida. Se pudieron ver y oír varias obras importantes, quemadas por el autor poco antes de su muerte pero no querer darlas a conocer.
A partir de 1909, fue profesor de composición. A instancias de su amigo Gabriel Fauré, Dukas aceptó en 1910 el puesto de profesor del curso de orquesta en el Conservatorio de París, pero en 1913 presentó su dimisión. En 1924, se le nombró inspector de la enseñanza musical de los conservatorios de las provincias francesas. En 1928 sucedió a Charles-Marie Widor como profesor de composición y se ocupó de la cátedra de composición en dicho conservatorio. En siete años agrupó en torno así un buen número de discípulos a los que impartiría conocimientos con su singular plenitud. Entre sus alumnos destaca Oliver Messiaen.
Aunque siempre había desdeñado los honores oficiales habó por consentir 1 año antes de su muerte que se ofreciera su candidatura para la Academia de Bellas Artes de París, sin haber hecho las visitas tradicionales, ganó pro la inmensa mayoría, ocupando el sillón de Alfred Bruneua.
Indiferente a los honores Dukas llevó una vida sencilla y discreta, en un aislamiento voluntario del mundo. Dukas con su espíritu cartesiano recuerda algunos autores del renacimiento, a esos artistas que meditan antes de crear. Con ello no queremos decir que desconociera la importancia del instinto, la preeminencia de la sensibilidad en la concepción de la obra de arte. “Toda la fuerza de la originalidad reside en el inconsciente”, escribiría. Uno de los rasgos instintivos de la gran individualidad musical, añadiría, “es una fuerte correspondencia entre esta y las particularidades del temperamento sensitivo y moral de su poseedor. La individualidad musical es una expresión directa de su personalidad humana puesta de manifiesto a través de las facultades especiales que resultan de sus aptitudes como artistas. Las mayores audacias y habilidades técnicas tienen escaso valor, sin la poesía... Hay que saber mucho y hacer música con lo que no se sabe”
Todas sus reflexiones sobre el arte dan prueba de una inteligencia superior y un sentido muy amplio del humanismo. Su amplia cultura, la lucidez y seguridad de sus juicios le permitieron ser un brillante crítico musical. A partir de 1892 y durante unos diez años escribió reseñas para la Revue hebdomadaire y para la Gazette des beaux-arts. Sus crónicas, que abordaban todos los temas y todas las épocas superan el nivel habitual de un escritor. Constituyen verdaderos estudios excétitos de excepcional valor y ofrecen un panorama casi completo de la historia musical.
Dukas sintetizó las tendencias del arte de los grandes románticos y las nuevas aspiraciones de los compositores del siglo XX. Su inspiración melódica lejos de toda concesión, se impone por su nitidez y su vigor. Por último, fue en la escritura orquestal donde mejor demostró su originalidad. A diferencia de Debussy que aislaba los timbres pretendiendo sonoridades etéreas, Dukas fundía su orquesta en grupos, concentrando sus instrumentos, persiguiendo más los efectos sonoros que los tonos puros. Tendió más a amalgamar que ha descomponer. Como gran coloroistaque feu, trató la materia sinfónica de un modo suntuoso: al igual que Wagner y Richard Estrauss, y obtuvo una plenitud sonora magnífica.
Paul Dukas, figura destacada de la escuela francesa moderna, es continuador de la tradición espiritual de Rameau y Berlioz. Paul Valéry apreciaba en él “la ruptura evidente y franca con la facilidad”, “la severidad en la búsqueda de si mismo y en la persecución en la poesía pura en su arte”. Y su colega Gabriel Fauré escribía de él: “Originalidad poderosa, alta sensibilidad y estilo admirable.”En 1934 fue elegido miembro de la Academia de Bellas Artes de Francia. Un año después fallecía en París el 17 de mayo.