Paolo Gioli nasce a Sarzano di Rovigo nel 1942. Formatosi come pittore, nella seconda metà degli anni Sessanta opera fra Venezia, dove conosce Emilio Vedova e Giuseppe Santomaso, e New York, dove incontra in modo diretto l’Espressionismo Astratto, la Pop Art e il New American Cinema. Di ritorno in Italia, dal 1969 al 1975 vive a Roma, nel periodo che vede attivi Mario Schifano, Franco Angeli e Tano Festa.
Gioli affianca alla pittura e al disegno la serigrafia e la litografia, oltre al cinema e alla fotografia utilizzando camere con foro stenopeico e riportando l’immagine meccanica alle sue più essenziali radici storiche e filosofiche, in seguito farà però anche uso anche di camere ottiche. Entra in rapporto con la Cooperativa Cinema Indipendente intorno alla quale operano Alfredo Leonardi, Gianfranco Baruchello, Massimo Bacigalupo. Presenta i suoi primi film al FilmStudio, realizza anche fotografie e film da immagini video e, a partire dal 1973, inizia a utilizzare la tecnica del fotofinish, rivisitata creativamente.
Dal 1976 al 1981 vive a Milano. Nel 1977 inizia a utilizzare il materiale Polaroid e mette a punto tecniche di trasferimento su supporti diversi, principalmente la carta da disegno e la seta, e dal 1979 fa anche uso del Cibachrome. Nel 1984 fa ritorno a Rovigo. Dal 1989 vive a Lendinara di Rovigo, continuando a occuparsi di fotografia e di cinema. Accanto alla produzione pittorica, serigrafica, litografica e fotografica dai primi anni Settanta a oggi ha realizzato più di trenta film sperimentali.
Ha esposto in mostre personali e collettive in innumerevoli gallerie private e pubbliche e sedi museali italiane, europee e statunitensi.