Casalsov otec bol organistom v miestnom kostole. Poskytoval Casalsovi prvé hodiny hudby, učil ho hrať na klavír, husle a organ. Keď mal Casals jedenásť rokov, počul skupinu potulných hudobníkov hrať hudbu . Jedným z nástrojov bolo violončelo. Nikdy ho nepočul a rozhodol sa, že práve na ňom chce hrať. Matka ho vzala do Barcelony, kde začal chodiť do hudobnej školy Escola Municipal de Música. Tam študoval hru na violončelo, hudobnú teóriu a klavír.
Jedného dňa, keď mal 13 rokov, si v obchode s hudobninami z druhej ruky prezeral starú hudbu. Našiel veľmi staré noty pre sólové violončelo. Boli to Bachove Suity pre violončelo. Ľudia si v tých časoch mysleli, že ide len o zbierku štúdií, ktoré mali violončelistom pomôcť s technikou, ale Casals, hoci bol ešte len chlapec, pochopil, že ide o skvelú hudbu. Nasledujúcich 12 rokov ich cvičil, kým sa necítil pripravený ich hrať. Casalsov objav týchto nádherných violončelových suit bol najvýznamnejším Bachovým objavom od roku 1829, keď Mendelssohn našiel a uviedol Matúšove pašie, na ktoré svet zabudol.
Casals prejavil obrovský talent pre violončelo. Dňa 23. februára 1891, keď mal 14 rokov, vystúpil v Barcelone so sólovým recitálom. O dva roky neskôr ukončil štúdium na Escola s vyznamenaním.
V roku 1893 ho španielsky skladateľ Isaac Albéniz počul hrať v triu v kaviarni. Dal mu list, na základe ktorého ho predstavil kráľovnej. Tá mu dala peniaze, aby mohol študovať na konzervatóriu v Madride. Potom mu umožnila odísť do Bruselu študovať na konzervatórium, ktoré bolo v tom čase najlepšie v Európe pre sláčikové nástroje. Učiteľka violončela mu spomenula dlhý zoznam violončelových skladieb a spýtala sa ho, ktoré z nich hrá. Keď mu Casals povedal, že ich vie zahrať všetky, učiteľ sa mu vysmieval. Keď Casals začal hrať, všetci žasli nad jeho talentom. Učiteľ chcel, aby sa stal jedným z jeho žiakov, ale Casals sa urazil, a tak na druhý deň odišiel do Paríža. Španielska kráľovná sa na Casalsa nahnevala, keď sa dozvedela, čo sa stalo, a prestala mu posielať peniaze.
V Paríži mal veľmi málo peňazí. Na živobytie si zarábal hrou na druhom violončele v divadelnom orchestri Folies Marigny. Jeho matka sa snažila zarobiť nejaké peniaze šitím. V roku 1896 sa vrátil do Katalánska, kde učil na hudobnej škole a hral ako prvý violončelista v orchestri barcelonskej opery Liceu. V roku 1897 vystúpil ako sólista s madridským symfonickým orchestrom a od kráľovnej dostal Rad Karola III.
Medzinárodná sláva
V roku 1899 Casals zahral Saint-Saënsov violončelový koncert v Crystal Palace v Londýne a neskôr pre kráľovnú Viktóriu v jej letnom sídle v Cowes na ostrove Wight. Začal byť veľmi slávny. V Paríži urobil na všetkých veľký dojem, najmä na dirigenta Charlesa Lamoureuxa, ktorý založil slávny orchester. Casals odišiel do Holandska, Spojených štátov, kde odohral 80 koncertov, a do Južnej Ameriky. Často hrával s klaviristom Haroldom Bauerom.
15. januára 1904 bol Casals pozvaný, aby hral v Bielom dome pre prezidenta Theodora Roosevelta. V CarnegieHall v New Yorku hral Dona Quijota od Richarda Straussa pod dirigentskou taktovkou skladateľa. V rokoch 1906 až 1912 mal vzťah s portugalskou violončelistkou Guilherminou Suggiou, hoci sa nikdy nezosobášili. V roku 1914 sa Casals oženil s americkou speváčkou Susan Metcalfe. V roku 1928 sa rozišli, ale rozviedli sa až v roku 1957.
Casals vytvoril trio s klaviristom Alfredom Cortotom a huslistom Jacquesom Thibaudom. Absolvovali mnoho koncertov a urobili niekoľko prvých nahrávok hudby klavírneho tria. Hrali spolu 30 rokov.
V roku 1905 absolvoval cestu po Rusku. Bolo to nešťastné obdobie, pretože práve prebiehala ruská revolúcia. Počas koncertu, ktorý odohral v Moskve, bolo pred sálou počuť streľbu.
Počas prvej svetovej vojny žil Casals v New Yorku. V roku 1919 sa vrátil do Barcelony. Chcel zlepšiť hudbu vo svojej krajine. Bolo veľmi málo ľudí, ktorí vedeli dobre hrať, a tak založil vlastný orchester: Orquesta Pau Casals. Tento každoročný hudobný festival trval až do začiatku španielskej občianskej vojny v roku 1936.
Casals podporoval španielsku republikánsku vládu. Keď bola porazená, vyhlásil, že sa nevráti, kým sa Španielsko nestane opäť demokratickou krajinou. Potom opustil svoju krajinu a odišiel do exilu. Odišiel žiť do francúzskej dediny Prades, ktorá sa nachádzala blízko hraníc so Španielskom. Pokračoval v kariére violončelistu. Po druhej svetovej vojne, v júni 1946, odišiel do Anglicka a v Royal Albert Hall hral violončelové koncerty od Schumanna a Elgara s dirigentom Sirom Adrianom Boultom. Pred sálou mu polícia musela pomôcť dostať sa k autu, pretože sa okolo neho tlačilo veľa ľudí.
Casals hral v mnohých krajinách, ale odmietol hrať v krajine, ktorá bola spriatelená s Francovou vládou v Španielsku. V roku 1945 vystúpil vo vysielaní BBC a prehovoril k svojmu ľudu v Katalánsku . Na záver zahral katalánsku ľudovú pieseň El Cant dels Ocells (Pieseň vtákov). Hral ju na konci všetkých svojich koncertov. Keď Veľká Británia uznala Francovu vládu, Casals sa rozhodol, že v Anglicku už nemôže hrať. Zo svojho rozhodnutia nenavštevovať krajiny priateľské voči Francovi urobil jednu veľkú výnimku: v roku 1961 sa 13. novembra zúčastnil na koncerte komornej hudby v Bielom dome, kde hral prezidentovi Johnovi F. Kennedymu, ktorého obdivoval.
Neskoršie roky
Prades Festivaly
V roku 1950 pokračoval v kariére dirigenta a violončelistu na festivale Prades v Conflente. Súhlasil s hraním pod podmienkou, že peniaze, ktoré sa na festivale zarobia, budú venované neďalekej utečeneckej nemocnici. Franco povedal, že Španieli mali zakázané ísť na festival, ale mnohým sa podarilo prekročiť hranice pešo. V Prades hralo mnoho svetoznámych hudobníkov: Josef Szigeti, Isaac Stern, Rudolf Serkin, Eugen Istomin a ďalší.
Pradeské festivaly viedol až do roku 1966.
Portoriko
Keď mal Casals 80 rokov, oženil sa s jednou zo svojich mladých študentiek, dievčaťom menom Marta. Zoznámili sa v Prades. Marta pochádzala z Portorika, odkiaľ pochádzala Casalsova matka. Odišli žiť do Portorika do domu s názvom "El Pesebre". V roku 1957 sa tam v meste San Juan začal hudobný festival. Na festival v Prades chodil každý rok až do roku 1966. Okrem toho viedol majstrovské kurzy na amerických školách a univerzitách, ako aj v iných krajinách. Niektoré z nich boli vysielané v televízii.