Mannequin dès la plus tendre enfance, Paul Walker fait ses débuts d'acteur en apparaissant dans les séries télévisées Arnold et Willy, Charles s'en charge, Les Routes du Paradis ou encore Les Feux de l'amour, mais c'est après le lycée qu'il décide de se consacrer entièrement à la comédie. Au cinéma, il décroche son premier rôle en 1986 dans Monster in the closet, une comédie horrifique de Bob Dahlin, et parvient finalement à percer grâce à la fable fantastique Pleasantville (1998) de Gary Ross. Suivront deux teenage movies, American Boys (1999) et Elle est trop bien (id.), dans lesquels il balade son physique de beau gosse.

Au début des années 2000, le réalisateur Rob Cohen lui offre la possibilité d'apparaître en tête d'affiche de deux grosses productions hollywoodiennes : The Skulls, société secrète (2000) et Fast & Furious (2001). Paul Walker retrouvera en 2003 le rôle de Brian O'Conner, jeune flic rebelle fan de vitesse et de rodéos automobiles, pour la suite 2 Fast 2 Furious. Héros des thrillers Une virée en enfer (2002), La Peur au ventre (2006) et The Lazarus Project (2008), il se laisse également tenter par le film d'aventure. On le voit ainsi s'illustrer dans l'épopée médiévale Prisonniers du temps (2004), évoluer dans les eaux profondes de Bleu d'enfer (2005) et braver le grand froid de Antartica (2006). Remarqué par Clint Eastwood, il joue sous sa direction dans le film de guerre Mémoires de nos pères en 2006. Il retrouve ensuite Vin Diesel pour trois nouveaux volets de la lucrative saga des bolides lancés à pleine vitesse, Fast and Furious 4 en 2009, Fast and Furious 5 en 2011 et Fast & Furious 6 en 2013.

Le samedi 30 novembre 2013 à Los Angeles, Paul Walker se tue dans un accident de la route à l'âge de 40 ans. Il aura eu le temps d'achever le tournage de deux productions, le thriller américain Hours, et Brick Mansions, le remake franco-canadien de Banlieue 13, dans lequel il tient le rôle principal, celui de Damien, un inspecteur de police en charge d'infiltrer un ghetto.