Dětství prožil Paolo Villaggio v chudobě během 2. světové války. Jeho otec pocházel ze sicilského Palerma, maminky byla učitelka jazyků z Benátek.
Než zakotvil u herectví, prošel Paolo Villaggio řadou povolání. Byl mj. úředníkem ve společnosti Italsider.
První angažmá Paolo Villaggio získal v janovském kabaretu Iva Chiesy, kde zaujal známého divadelníka Maurizia Constanzu, který mu nabídl smlouvu do proslulého kabaretu v Římě.
Zakrátko se začal objevovat i na televizní obrazovce a roku 1968 debutoval na stříbrném plátně v jedné z hlavních rolí v komedii Eat It.
Největší popularitu mu přinesla role bankovního úředníka Uga Fantozziho, jehož pronásleduje všemocný šéf. Postavu účetního-smolaře Paolo Villaggio ztvárnil v sérii bláznivých komedií. Jde dnes již o kultovní snímky, jsou to mj. Fantozzi, Maléry pana účetního, Maléry pana účetního 2, Pan účetní jde do důchodu či Pan účetní opět zasahuje.
Za svůj přínos italské kinematografii byl oceněn Zvláštním Zlatým lvem na Meznárodním filmovém festivalu v Benátkách 1992. Poslední roli Paolo Villaggio zpodobnil jak jinak než v komedii, a to s názvem Tutto tutto niente niente (2012).
S manželkou Maurou Albites, s níž se Paolo Villaggio oženil roku 1958, měl syna Pierfrancesca a dceru Elisabettu.
Paolo Villaggio zemřel 3. července 2017 po několikadenním boji v nemocnici. Bylo mu 84 let.