Di famiglia non nobile, ma di "civile condizione", proveniente da Montagnana, nasce a Padova il l3 marzo 1811.

Il padre Antonio, laureato in legge, muore giovane lasciando la famiglia in pessime condizioni economiche, a causa di sfortunati affari commerciali. La moglie Francesca Casagrande si impegna per gli studi dei figli a costo di gravi sacrifici personali.

Paolo trascorre una giovinezza nelle angustie di una vita quasi da poveri; e tuttavia riesce a laurearsi brillantemente in medicina nel 1832.

Nella tesi prestigiosa "De vitiis loquelae" c'è già il futuro glottologo. Va medico condotto a Trivignano, paese miserrimo della provincia di Treviso. Vi rimane per dieci anni, curando di giorno la popolazione e dedicandosi di notte allo studio della glottologia.

Nel '42 esercita la professione a Treviso, intensificando lo studio prediletto, che diventa scopo primo della sua vita. Nel '48 fa parte del Governo Provvisorio di Treviso, ed è inviato come ambasciatore al re Carlo Alberto, da cui ottiene i cannoni per la fortezza di Palmanova.

Nel '50 pubblica il primo volume della sua opera fondamentale "Monumenti Storici rivelati dall'analisi della parola". Nell'epidemia del colera del '55 (come già a Trivignano in quella del '36) si prodiga al limite delle forze, contagiandosi del gravissimo morbo.

All'inizio del '60, per causa della moglie per nulla esemplare, passa a Milano, dove pubblica alcuni suoi scritti sul "Politecnico", diretto da Carlo Cattaneo. Di questo illustre milanese condivide il pensiero politico e filosofico. Gode la stima e l'ammirazione di personaggi famosi del suo tempo quali il fisico Carlo Matteucci, il fisiologo Giuseppe Albini ed in particolare il celebre criminologo Cesare Lombroso, che in suo onore pohe alla figlia il nome "Paola Marzola" .

Nel '61 è professore straordinario di letteratura latina a Napoli. Nell'ottobre del '62 si trasferisce a Pisa, dove è stato nominato ordinario di Lingue comparate. Qui muore il 15 settembre del '68, dopo dolorosissima malattia. La sua salma viene tumulata nel camposanto monumentale di Pisa.

Della sua grandiosa opera, composta di ben quattordici volumi, soltanto due sono pubblicati in forma completa. Gli inediti si trovano tutti presso la biblioteca civica di Padova.