У дзяцінстве праяўляў здольнасці да музыкі і матэматыкі, наведваў курсы вышэйшай матэматыкі ў Ліёне, але ў 1942 годзе паступіў у Парыжскую кансерваторыю ў клас Аліўе Месіяна, затым прыватна вывучаў серыйную і дадэкафоную тэхніку кампазіцыі ў Рэнэ Лейбавіца, вучня Арнольда Шонберга. Першыя творы Булеза, адзначаныя ўплывам Новай венскай школы, — Санаціна для флейты, Саната для фартэпіяна.
У 1948 годзе па рэкамендацыі Арцюра Анегера атрымаў месца дырыжора ў тэатры Марыньі, дзе кіраваў пастаноўкамі сучасных французскіх аўтараў. У 1954 годзе заснаваў канцэртнае таварыства Domaine musical, закліканае перш за ўсё прапагандаваць творчасць сучасных кампазітараў. З моманту заснавання і да 1967 года кіраўніком арганізацыі і дырыжорам быў Булез; у 1967 годзе ён перадаў кіраўніцтва канцэртамі Жыльберу Амі.
Сусветную вядомасць кампазітару прынеслі кантата «Сонца вод» (прэм’ера ў Парыжы пад кіраваннем Р. Дэзарм’ера, 1950) і Другая фартэпіяная саната (прэм’ера ў аўтарскім выкананні, Дармштат, 1952).
У сярэдзіне 1950-х гадоў Булез звярнуўся да напісання артыкулаў аб эстэтыцы і тэхніцы кампазіцыі, вёў актыўную выкладчыцкую дзейнасць, не спыняючы сачыняць. Кампазітар эксперыментаваў з электроннай, канкрэтнай і мікрахраматычнай музыкай, з 1974 па 1992 год быў старшынёй інстытута IRCAM, які займаўся даследаваннямі ў галіне акустыкі і сучаснай музыкі.