Issu d'une famille de paysans qui s'installe à Nancy alors qu'il n'a que trois ans, Paul-Émile Colin part étudier à Paris en 1887 à l'école des arts décoratifs et à l'Académie Colarossi[2]. C'est à cette occasion qu'il fait la connaissance de Charles Filiger[2]. Des problèmes de vue le font rapidement revenir à Nancy, où il se met à peindre en parallèle d'études de médecine[2]. Il retourne à Paris à l'été 1890, puis rejoint Filiger à Pont-Aven où il rencontre Paul Gauguin et Meyer de Haan[2].
Il expose pour la première fois au Salon de Nancy de 1890, Un vieux voyeu, que l’Est Républicain rapproche de Raffaëlli[3], puis retourne à Paris pour y préparer une thèse de médecine. À partir de 1891, il met au point la technique de gravure au canif sur bois debout. Il présente au Salon Lorrain de 1892 deux aquarelles et le jury lui refuse d'exposer plus d'œuvres[4]. Ses réalisations de 1890 à 1900 sont marquées par les innovations de l'école de Pont-Aven.
Il s'installe à Lagny-sur-Marne en 1894 pour y exercer la médecine — qu'il abandonnera définitivement en 1898, à la suite d'une dépression[5]. Il se consacre alors à l'illustration de nombreux ouvrages : Les Philippe de Jules Renard, La Terre et l'Homme d'Anatole France, La Colline inspirée de Maurice Barrès ou les Histoires extraordinaires d'Edgar Allan Poe[6]. Il reste très attaché à ses origines lorraines dont les paysages, les villages et leurs habitants continuent à inspirer son œuvre.
Colin est l'un des membres fondateurs de la Société de la gravure sur bois originale (SGBO) en 1911. Il en est le vice-président de 1920 à 1935. Noël Clément-Janin établit le répertoire de ses gravures en 1912 et Jules Rais une monographie fournie en 1913 pour la revue des Arts graphiques modernes.
Après la Première Guerre mondiale, Colin poursuit son œuvre gravé d'illustrateur et se consacre davantage à la peinture.
À partir de 1920, il voyage en Italie, en Sicile, en Espagne, au Portugal et au Maroc. Ces visites sont la source d'inspiration de sa nouvelle approche de la couleur.
À partir de 1929, il ne participera plus qu'exceptionnellement à des publications d'autres éditeurs. Il s'éditera lui-même, à l'enseigne de Paul-Émile Colin, au Bourg-La-Reine.
Son œuvre gravé est important, plus de 1700 œuvres. Il a réalisé des gravures sur bois mais aussi de très nombreuses gravures sur métal (eaux-fortes et burin). Sa production gravée s'étale de 1893 à 1947.
De nombreuses institutions publiques conservent de ses œuvres : l'INHA (Institut National d'Histoire de l'Art) qui conserve une collection importante de plus d'un millier d’œuvres[7], la bibliothèque Nationale de France, le musée du château de Lunéville, le musée de Lagny-sur-Marne, le Musée Lorrain de Nancy, le musée des Beaux-Arts de Nancy et la Bibliothèque Stanislas de Nancy.
Clément-Jeanin, « Paul-Émile Colin, graveur sur bois original », Byblis, printemps 1921-1922, p. 52.
Nathalie Tailleur, « Paul-Émile Colin, redécouverte d'un graveur », Péristyles, Cahiers des amis du musée des Beaux-Arts de Nancy, n° 14, novembre 1999, pp. 28-36.
Philippe Le Stum, La Gravure sur bois en Bretagne, 1850-2000, Spézet, Coop Breizh, , 319 p. (ISBN9782843468216).
Mallick Astrid, Michèle Leinen, « Paul-Émile Colin, dessinateur, graveur, peintre et relieur d'art », Péristyles, Cahiers des amis du musée des Beaux-Arts de Nancy, n° 54, décembre 2019, p. 21-34.
Le blog du bibliophile. Évoque la contribution de Colin à la reliure, ainsi que la réalisation de cuirs incisés, puis peints pour des collaborations avec des relieurs de renom (René Kieffer, Georges Cretté…).