All'età di 16 anni, Paul Signac partecipa alla quarta mostra parigina dei pittori impressionisti all'Avenue de l'Opéra nel 1879. Ancora adolescente, dopo aver scoperto le opere di Gustave Caillebotte, Mary Cassatt, Edgar Dégas e Claude Monet, decise di voler diventare un artista. Il padre era morto da poco e la madre, pur desiderando che si dedicasse all'architettura, non si oppose quando il figlio lasciò il liceo per seguire il suo nuovo sogno.
Come era consuetudine all'epoca, Signac affitta uno studio a Montmartre. Si forma con Emile Blin e incontra il mercante di colori Julien François Tanguy, poi continua a esercitarsi da solo nello studio di rue Constance, copiando e imparando dai grandi impressionisti. Chiede consigli a Édouard Manet e a Monet, trovando in ognuno di loro un'amicizia duratura. L'influenza impressionista si avverte nelle prime opere di Signac (che nel 1892 sposa Berthe Roblès, cugina di Camille Pissarro), ma è l'incontro con Georges Seurat nel 1884 che decide la sua carriera.
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L'arte è una creazione di ordine superiore rispetto alla copia della natura che è governata dal caso...
In sintonia con i metodi sistematici e la teoria del colore di Seurat, Signac abbandona le sue brevi pennellate a favore della tecnica del Puntinismo inventata da Seurat. Nel luglio dello stesso anno, i due artisti fondano la Société des Artistes Indépendants, che organizza il salone omonimo.
Su invito di Berthe Morisot, Signac partecipa all'ottava e ultima mostra degli impressionisti, che si tiene dal 15 maggio al 15 giugno 1886 alla Maison Dorée. Nello stesso anno, a Parigi, conosce Vincent Van Gogh, con il quale nei mesi successivi si reca regolarmente ad Asnières per dipingere paesaggi acquatici e scene di caffè sulle rive della Senna.
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La collaborazione di Signac con Seurat durò fino alla morte di quest'ultimo, avvenuta appena sette anni dopo il loro fatidico incontro, e Signac organizzò le mostre postume del suo "maestro" a Bruxelles e a Parigi nel 1892. Al di là dell'omaggio, continua a sostenere i neoimpressionisti, teorizzandone i movimenti e facendo risalire il gruppo a Delacroix, il "père des coloristes" (padre dei coloristi). In questo periodo Signac scopre Saint-Tropez e si lascia incantare da questo gioiello della Costa Azzurra.
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Cinque anni dopo, Signac acquistò la villa "La Hune", dove i maggiori pittori di fine secolo, come Maurice Denis e i Nabis, Matisse e i Fauvisti, venivano in pellegrinaggio. Era un vero appassionato delle arti, tanto che una volta disse: "L'arte è una creazione di ordine superiore rispetto a una copia della natura governata dal caso...". Nel Mediterraneo si dedicò alla vela e all'acquerello. Già vicino al movimento letterario simbolista, sposò presto la causa anarchica, sostenendola finanziariamente e collaborando alle pubblicazioni di Jean Grave e all'Almanacco di Père Peinard di Emile Pouget.
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Nel 1915 Signac diventa pittore ufficiale della Marina e passa dalla pittura delle coste francesi a quella delle coste di tutto il mondo. Nello stesso anno nasce la figlia Ginette, nata dalla relazione con la studentessa e compagna Jeanne Selmersheim-Desgrange. Signac adottò Ginette, precedentemente illegittima, nel 1927 e la rese sua unica erede l'anno successivo. Il pittore morì di sepsi il 15 agosto 1935 all'età di 72 anni e le sue ceneri furono sepolte a Parigi.
Grande teorico, Signac ha lasciato una grande quantità di opere, esposte nei musei di tutto il mondo ma che solo raramente compaiono sul mercato dell'arte. Nel 2019, il suo dipinto Le Port au Soleil Couchant (1892) è stato venduto da Christie's a New York per 25,5 milioni di dollari, una somma adeguata per uno dei padri del Puntinismo.
