Ήταν 18 Ιανουαρίου του 1880 όταν γεννήθηκε στη Βιέννη ὁ θεωρητικός φυσικός Πάουλ Έρενφεστ. Ήταν ο νεότερος από τους 5 γιους του Σίγκμουντ Έρενφεστ και της Γιοχάνα Γιέλινεκ. Το ζευγάρι ζούσε στο Λόστιτσε της Μοραβίας (Τσεχία), αλλά μετά τον γάμο τους μετακόμισαν στη Βιέννη.
Ως παιδί ο Πάουλ ήταν ασθενικής κράσης και υπέφερε από ζαλάδες. Επιπλέον υπέφερε από τα πειράγματα των άλλων παιδιών λόγω της εβραϊκής καταγωγής του. Συνήθως τα άλλα αδέρφια του (ο μεγαλύτερος αδερφός Άρτουρ ήταν 17 χρόνια μεγαλύτερος από τον Πάουλ) τον έσωζαν από δύσκολες καταστάσεις και αυτά ήταν που τον ώθησαν στη μελέτη.
Μέχρι τα έξι του είχε μάθει να γράφει, να διαβάζει και να υπολογίζει. Το 1886 ξεκίνησε το δημοτικό, πού ολοκλήρωσε το 1890 με εξαιρετική επίδοση. Εκείνη τη χρονιά όμως έχασε τη μητέρα του από καρκίνο του στήθους.
Το 1890 ο Πάουλ ξεκίνησε το γυμνάσιο. Όμως η ζωή του δεν ήταν καλή λόγω των ψυχολογικών προβλημάτων που αντιμετώπιζε, ενώ το 1896 έχασε και τον πατέρα του. Το 1899 τελείωσε το γυμνάσιο έχοντας πολύ αρνητική εμπειρία από τη φοίτησή του. Εξαιτίας αυτού, αργότερα επέλεξε τα δικά του παιδιά να έχουν εκπαίδευση στο σπίτι.
Τον Οκτώβριο του 1899 έγινε φοιτητής στο Τεχνικό Ινστιτούτο της Βιέννης σπουδάζοντας χημεία, ενώ συγχρόνως γράφτηκε στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης. Εκεί για δύο χρόνια παρακολούθησε τις παραδόσεις του Μπόλτσμαν στην κινητική θεωρία στη θερμοδυναμική. Φαίνεται ότι ο Μπόλτσμαν επέδρασε θετικά στον Έρενφεστ και αφενός η μίζερη ζωή του απέκτησε ενδιαφέρον γιά τα μαθηματικά και τη φυσική, αφετέρου ο τρόπος διδασκαλίας αποτέλεσε έμπνευση για τη δική του περίοδο διδασκαλίας.
Το 1901 συνέχισε τις σπουδές στο Πανεπιστήμιο του Γκαίτινγκεν, όπου συνάντησε τη μετέπειτα σύζυγό του, Ρωσίδα μαθηματικό Τατιάνα Αφανάσιεβα.
Το 1904 επέστρεψε στη Βιέννη απ’ όπου τον Ιούνιο πήρε το διδακτορικό του. Στις 21 Δεκεμβρίου 1904 παντρεύτηκαν με την Τατιάνα στη Βιέννη. Απέκτησαν δύο κορίτσια και δύο αγόρια.
Το 1907 το ζεύγος Έρενφεστ μετακόμισε στην Αγία Πετρούπολη. Τον Ιανουάριο του 1912 ξεκίνησε μία περιοδεία σε πολλά πανεπιστήμια της Γερμανίας, Αυστρίας, Τσεχίας ψάχνοντας μια θέση. Τελικά η τύχη του χαμογέλασε. Ο Λόρεντς επρόκειτο να αποχωρήσει από το Λέιντεν και ο Σόμμερφελντ πρότεινε τον Έρενφεστ με τα παρακάτω λόγια: «Διδάσκει σαν άρχοντας. Σπάνια έχω ακούσει άνθρωπο να μιλά με τέτοια γοητεία και λάμψη. Σημαντικές φράσεις, πνευματώδη σημεία και διαλεκτική είναι στη διάθεσή του να διατυπωθούν με έναν εξαιρετικό τρόπο. Ξέρει πώς να κάνει τα πιο δύσκολα πράγματα συγκεκριμένα και σαφή. Τα μαθηματικά επιχειρήματα χρησιμοποιούνται από αυτόν με εύκολα κατανοητές εικόνες». Έτσι, στις 29 Σεπτεμβρίου 1912 ο Έρενφεστ έλαβε τηλεγράφημα που του ανακοίνωνε ότι είχε γίνει καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Λέιντεν. Έμεινε εκεί μέχρι το τέλος της καριέρας του, όπου και έκανε το μεγαλύτερο μέρος της έρευνάς του και κέρδισε τη φήμη του καλύτερου δασκάλου της γενιάς του κατά τον Αϊνστάιν, με τον οποίο ήταν προσωπικός φίλος, όπως και με τον Νιλς Μπορ. Το 1922 πήρε την ολλανδική υπηκοότητα.
Εργάστηκε στην κβαντική θεωρία που αφορούσε τα περιστρεφόμενα σώματα. Είχε σημαντική συνεισφορά στη στατιστική φυσική, την κβαντομηχανική (θεώρημα του Έρενφεστ), τη θερμοδυναμική και τις μετατροπές φάσεων. Όμως ο ίδιος δεν ήθελε να συμβαδίσει με την επανάσταση της κβαντομηχανικής, την οποία θεωρούσε λανθασμένη.
Μετά τη γέννηση (1918) του τέταρτου παιδιού του Vassily (‘Wassik’), που έπασχε από σύνδρομο Down, η έντονη στενοχώρια για την εξέλιξη του παιδιοῦ του τού επανέφερε την κατάθλιψη. Ήταν μία κατάσταση που με την πάροδο του χρόνου χειροτέρευε. Τον Αύγουστο του 1932 ο Αϊνστάιν, βλέποντας την κατάσταση του φίλου του, έγραψε στη Διοίκηση του Πανεπιστημίου του Λέιντεν, εκφράζοντας την έντονη ανησυχία του και πρότεινε τρόπους για να μειωθεί ο φόρτος εργασίας του Έρενφεστ. Όμως τα πράγματα είχαν προχωρήσει πολύ.
Ήταν μιά μέρα σαν σήμερα, 25 Σεπτεμβρίου, του 1933, όταν ο Πάουλ Έρενφεστ, οπλισμένος μ’ ένα πιστόλι επισκέφτηκε τον γιο του Wassik στην κλινική που νοσηλευόταν στο Άμστερνταμ και τον πυροβόλησε. Στη συνέχεια γύρισε το όπλο στον εαυτό του και πυροβολήθηκε. Ο Wassik εξέπνευσε λίγες ώρες αργότερα από τον πατέρα του.
