Paul Sabatier condusse i suoi studi presso la Facoltà di Teologia della Sorbona di Parigi.
Nel 1885 venne assegnato alla chiesa di Saint-Nicolas, a Strasburgo, ma nel 1889 fu espulso dalla Germania per aver rifiutato una offerta di avanzamento che avrebbe per lui comportato la cittadinanza tedesca. In seguito curò Saint-Cierge-la-Serre nelle Cévennes per quattro anni, dopo di che si dedicò interamente alla ricerca storica del Cristianesimo.
Fu allievo di Ernest Renan, che gli fornì lo spunto di concentrarsi sullo studio scientifico di San Francesco d'Assisi. Avendo già pubblicato una edizione della Didaché e intrattendosi in corrispondenza pluridecennale con Walter Goetz, nel 1893 pubblicò Vie de saint François d'Assise (trad. it. Vita di San Francesco d'Assisi), a Parigi. Questa opera gli diede fama mondiale, nonostante lui fosse calvinista ed il soggetto della sua opera invece un santo cattolico. La conoscenza approfondita delle fonti e il loro esame critico fecero scuola. L'opera fu tradotta in moltissime lingue e diede grande impeto allo studio di documenti medievali, soprattutto quelli collegati alla storia dell'Ordine Francescano.
La vicinanza alla teologia liberale del fratello e anch'egli pastore Louis Auguste Sabatier, e la familiarità con gli ambienti cattolici italiani e francesi lo portarono a partecipare al movimento modernista. A questo riguardo, oltre alle opere storiche, pubblicò anche Les modernistes (1909) e L'orientation religieuse de la France actuelle (1912). Le sue opere, dopo un'iniziale accoglienza cattolica favorevole, furono poste all'Indice, così come parte di quelle dell'educatrice Antonietta Giacomelli, con la quale condivise iniziative rivolte ad una riforma religiosa in senso cristiano[1].
^Elenco dei premiati, su sisf-assisi.it. URL consultato il 2 maggio 2016 (archiviato dall'url originale il 4 giugno 2016)., dal sito ufficiale della Società
Chiesa, fede e libertà religiosa in un carteggio di inizio Novecento: Luigi Luzzatti e Paul Sabatier, a cura di S. G. Franchini, Istituto Veneto di Scienze, 2004, ISBN978-88-881-4348-4.