Bourimba
Il entre à l'École polytechnique (dont il ne sera pas diplômé) avec l'intention de devenir un ingénieur. Il étudie ensuite la loi, obtenant un doctorat en droit en 1857 ; et finalement sous l'influence du zoologiste, Louis Pierre Gratiolet (1815-1865), il s'intéresse à la physiologie, devenant l'un des plus brillants élèves de Claude Bernard. Docteur en médecine en 1864 (thèse sur les greffes animales), docteur ès sciences en 1866, professeur de physiologie à Bordeaux (1866) (ce fut le plus jeune professeur de France) puis à la Sorbonne (1869). Il devient membre de l'Académie des sciences (1882).
Le nom de Paul Bert est associé à la physiologie de la plongée sous-marine. Il est le premier à avoir décrit de façon systématique l'état de convulsion lié à la toxicité de l'oxygène sous forte pression partielle pour le système nerveux central dit "Effet Paul Bert". Il publie un ouvrage récapitulatif en 1878 : la pression barométrique où il décrit différentes expériences sur les manifestations causées par les variations de la pression atmosphérique et de la pression d'oxygène sur l'être humain, et ce, à l'aide d'un caisson étanche de grande taille, pouvant contenir un homme. Il détaille ainsi les effets du manque (hypoxie) ou du trop plein d'oxygène (hyperoxie).
Il va appliquer ses connaissances à la réalisation d'un scaphandre muni d'un régulateur de pression. Il travaille également, durant les années 1870, sur les gaz anesthésiants.
En 1874, il prépare les aéronautes Joseph Croce-Spinelli et Théodore Sivel à une ascension en ballon à 7300 m d'altitude. L'année suivante, alors que les deux aéronautes se lancent dans une nouvelle ascension en compagnie de Gaston Tissandier, ils ne reçoivent pas à temps une lettre de Paul Bert les informant que leur réserve en oxygène ne sera pas suffisante pour trois hommes. Seul Tissandier survivra à l'expédition.