Genova diviene da subito la città adottiva di Gino Paoli, quella in cui egli lascerà il cuore. A Pegli trascorre il periodo giovanile. La madre suona il pianoforte e trasmette ai figli la passione per la musica. Gino Paoli dimostra da subito una spiccata sensibilità musicale che, aiutata dalla frequentazione di un gruppo che condivide quella stessa passione, si tramuterà molto presto nella linea guida di un progetto che coinvolgerà diversi artisti, formando la cosiddetta Scuola genovese. Stiamo parlando di Luigi Tenco, Bruno Lauzi, Fabrizio De André, Umberto Bindi, Joe Sentieri, Giorgio Calabrese e i fratelli Gian Piero e Gianfranco Reverberi.

La prima audizione è agli studi della Dischi Ricordi di Milano, opportunità che Paoli, insieme a Bindi e Tenco, riceve grazie all’invito dei Reverberi, gli unici professionisti del gruppo. Nel 1959 Gino realizza il primo 45 giri, sotto la direzione artistica di Nanni Ricordi ("La tua mano", "Non occupatemi il telefono", "Senza parole"), ma non ottiene alcun successo. Stesso vale per il successivo “La gatta”, pubblicato nel 1960. Un incessante passaparola fa tuttavia sì che, dopo un deludente esordio, il brano raggiunga poi la classifica, richiamando l’attenzione del pubblico, dei discografici e del paroliere Mogol, che “presterà la sua firma” al giovane Paoli, all’epoca non ancora iscritto alla Siae.
Mogol propone a Mina, all’epoca già un fenomeno, di incidere “Il cielo in una stanza”, brano di Paoli ma che porta appunto la propria firma come paroliere e quella del maestro Renato Angiolini (che si firma con lo pseudonimo di Toang) come compositore. Ecco raggiunto il punto di svolta. Quando Paoli “dichiara” la paternità dell’opera, è a un passo dall’essere assunto nell’olimpo dei grandi.

Dall’incontro tra Gino e la cantante Ornella Vanoni (1961) nascono alcune delle sue migliori canzoni d’amore: “Senza fine”, “Anche se”, “Me in tutto il mondo”, “Che cosa c'è”. Sempre nel 1961 Paoli partecipa per la prima volta al Festival di Sanremo con “Un uomo vivo”, presentata in coppia con il vincitore dell'anno precedente Tony Dallara. È questa stessa data che si può poi registrare come l’inizio del problema di Gino Paoli con l’alcol, che andrà avanti per 15 anni fino al 1976. In quel periodo il fratello muore proprio a causa dall'abuso di alcolici e Gino deciderà di disintossicarsi dal whiskey.

Nel 1962, intanto, Paoli incontra l’attrice Stefania Sandrelli, allora giovanissima, e se ne innamora. Da quell’unione, giudicata da tutti scandalosa (lui era sposato e in attesa di un figlio, lei ancora minorenne) nascerà Amanda Sandrelli, oggi attrice. Negli stessi anni Nanni Ricordi abbandona la propria casa e approda alla Rca Italiana. Gino lo segue e incide il 45 giri di maggior successo di tutta la sua carriera. Il titolo è “Sapore di sale”, arrangiato da Ennio Morricone. Con questo brano Gino partecipa al Cantagiro e il cantautore arriva finalmente al grande pubblico. Nonostante il successo, una disperata situazione personale, una depressione di cui non si sa quasi nulla, lo spingeranno a tentare il suicidio sparandosi al cuore. Paoli si salva, ma sarà impossibile rimuovere il proiettile dalla cavità toracica.
Sono anni difficili: nel 1964 partecipa al Festival di Sanremo con “Ieri ho incontrato mia madre”, in coppia con Antonio Prieto. “Lei sta con te” e “Rimpiangerai rimpiangerai” non portano la sua firma e, dopo un album registrato in studio ma dal vivo e in presenza di pubblico (“Gino Paoli allo Studio A”), si chiude il contratto con la Rca. Dopo aver firmato con la Cgd, si presenta ancora a Sanremo ’66 con “La carta vincente”, ma il brano non arriva in finale.
La fortuna sembra averlo abbandonato e per qualche anno Gino Paoli torna a suonare per pochi soldi nelle balere e nei night club della Liguria, quando comincia a conoscere anche il triste mondo della droga. Anche stavolta, occorre un trauma (un grave incidente automobilistico che fortunatamente non ha grandi conseguenze) per allontanarlo dal vizio.

Dopo alcuni anni di silenzio, Paoli torna nel 1971 con una trilogia di album incisi per la Durium: “Le due facce dell'amore”, “Rileggendo vecchie lettere d'amore” e “Amare per vivere”. A promuovere il ritorno di Paoli è il grande richiamo offerto da Renzo Arbore nelle sue trasmissioni televisive e radiofoniche, ma in questi anni la più significativa attività di Paoli resta quella di editore musicale, grazie all'acquisizione dei diritti dei successi dei Bee Gees.
Più che di pubblico il suo successo è di critica, cosa che spinge Gino a tentare ancora con nuovi lavori d’autore. (“I semafori rossi non sono Dio”, “Ciao, salutime un po' Zena”, “Il mio mestiere” e “Ha tutte le carte in regola”.

Il grande successo di pubblico torna invece inaspettatamente con “Una lunga storia d'amore”, che Paoli compone in origine come colonna sonora per "Una donna allo specchio", film del 1984 interpretato dalla Sandrelli. Nel 1985 Gino Paoli e Ornella Vanoni portano in giro per l'Italia un tour trionfale, da cui verrà realizzato il doppio album live “Insieme”.
Nel 1989 torna al Festival di Sanremo con “Questa volta no”, ma è due anni dopo il grande ritorno, con “Matto come un gatto”, album da cui il singolo “Quattro amici” vince il Festivalbar: sulla coda del brano inizia in assolvenza "Vita spericolata" che và avanti per alcuni versi, risuonata e ricantata da Gino Paoli e Vasco Rossi insieme.

Nel 1992 esce l'album “Senza contorno, solo... per un'ora”, che raccoglie qualche aggiornamento di vecchi successi e nel 1996 “Appropriazione indebita”, in cui Paoli rielabora alcuni classici di Charles Aznavour, James Taylor, John Lennon e di altri grandi musicisti internazionali.
“Un altro amore” è il titolo del nuovo brano con cui Gino torna a Sanremo nel 2002, classificandosi terzo e vincendo il premio della critica per il miglior testo dell'anno.
Nel 2004 esce il disco di inediti “Ti ricordi? No, non mi ricordo”, realizzato con Ornella Vanoni, con la quale Paoli torna al lavoro sui palchi di tutta Italia e produce un altro doppio live (“Vanoni Paoli Live”).
Nel 2007 esce la raccolta “Milestones - Un incontro in jazz”, con la collaborazione di artisti come Enrico Rava, Danilo Rea, Flavio Boltro, Rosario Bonaccorso e Roberto Gatto.

Grande anche il suo lavoro come talent scout, con cui ha creduto e ha dato voce ad artisti come  Lucio Dalla e Fabrizio De André, e quello come adattatore di successi stranieri (Alain Barrière, Aznavour, Jacques Brel e Leo Ferré.
Il chitarrista jazz Wes Montgomery, nel suo album del 1967 Movin' Wes, inserisce una cover di “Senza fine”, mentre nel 1986 Paoli scrive con Zucchero “Come il sole all'improvviso” e “Con le mani”. Collabora, infine, con poeti come Alda Merini, Gian Ruggero Manzoni, Mario Luzi.