Il étudie le chant au Conservatoire National Supérieur de Musique de Paris, et se perfectionne à Cologne auprès de Kurt Moll.
Lauréat de plusieurs concours internationaux, il est engagé dans la troupe de l'Opéra d'Osnabrück en 1997, pour Colline (La Bohème), Kecal (La Fiancée Vendue), Walter (Luisa Miller), Don Quichotte, Dr Kolenaty (L'affaire Makropoulos).Entre 1999 et 2008, il chante Figaro (Le Nozze di Figaro) et Don Giovanni à l'Opéra de Hanovre, Alidoro (La Cenerentola), Collatinus (Le Viol de Lucrèce) à l'Opéra National de Lyon, Le Sprecher (La Flûte Enchantée) au Festival d' Aix en Provence et au Festival d'Edimbourg, Ferrando (Le Trouvère) à l'Opéra Royal de Wallonie, Basilio (Le Barbier de Séville), Colline (La Bohème) à l'Opéra National de Lyon, Temrouk (Ivan IV de Bizet) en concert avec l' Orchestre National de France (enregistrement paru chez Naïve), Rangoni (Boris Godounov sous la direction de Ivan Fischer) à Lyon, Garibaldo (Rodelinda de Haendel) au Festival de Glyndebourne sous la direction de Emmanuelle Haïm, Golaud
(Pelléas et Mélisande), mis en scène par Peter Stein, à Lyon, Leporello (Don Giovanni) et der Tierbändiger et l'Athlète (Lulu) à l'Opéra de Francfort ainsi qu'à l'Opéra du Rhin, Leone (Tamerlano) à Lille, Bordeaux et Caen, direction Emmanuelle Haïm.
Il réalise une série de concerts avec l'Orchestre Philarmonique de Berlin et Les Arts Florissants sous la direction de William Christie. Il interprète également le Requiem de Fauré avec l'Orchestre National de Lyon, les cantates 56 et 82 (ich habe genug de J.S.Bach) à Riga, La Traviata au Festival de Salzbourg, Juliette (Martinu) à l'Opéra National de Paris, Le Musiklehrer (Ariane à Naxos), Klingsor (Parsifal) à l'Opéra de Francfort, Kolenaty (L'Affaire Makropoulos) à l'Opéra de Paris, Le Roi (Le Roi d'Ys), Masetto à Toulouse, Frère Laurent (Roméo et Juliette de Gounod) à Toulon, Mephisto (Faust) à Bordeaux, Theseus (Midsummer night's dream) à Nice, Harasta (La petite renarde) et Don Fernando (Fidelio) à l'Opéra de Paris.Depuis 2009, il a participé avec succès à la création mondiale de Yvonne Princesse de Bourgogne (Le Roi) de Ph. Boesmans à l'Opéra de Paris ainsi qu'aux Festwochen de Vienne et à Bruxelles, a interprété der Tierbändiger et l'Athlète (Lulu) à Lyon et à Madrid, Paulus (de Mendelssohn) en concert aux Etats-Unis, Enrico VIII (Anna Bolena), Escamillo à Toronto, Flint (Billy Budd) à Paris, Le Requiem de Verdi à Tours, Harasta (La Petite Renarde) à l'Opéra de Paris, Poquelin (L'Ecole des Femmes de Rolf Liebermann) à Bordeaux, Don Esteban (Der Zwerg) et Le Fauteuil – L'Arbre (L'Enfant et les Sortilèges) à Munich, Le Marquis (Dialogues des Carmélites) à Avignon, St François (St François d'Assise) au Bayerische Staatsoper de Munich, Mephisto (Faust de Gounod), Le Comte des Grieux (Manon) à Paris, Nick Shadow (The Rake's Progress) à Saint-Etienne, Lorenzo (I Capuleti e i Montecchi) à Munich, Inigo Gomez (L'Heure Espagnole) au Festival de Glyndebourne et au Japon (S. Osawa), Golaud (Pelleas et Mélisande) à Francfort et Achilla (Giulio Cesare) à l'Opéra de Paris, Don Esteban (Der Zwerg) à Munich, Nilakantha (Lakmé) à Paris Opéra-Comique, Barbe Bleue (Le château de Barbe Bleue de Bartok) à Bordeaux, Capellio (I Capuleti e i Montecchi) à Paris, Maurice Koch (Quai Ouest) à Strasbourg, L'Enfance du Christ à Bruxelles.Paul Gay a travaillé sous la direction d'Ivan Fischer, William Christie, Seiji Osawa, Maurizio Benini, Semyon Bychkov, Evelino Pido, Emmanuelle Haïm, Carlo Rizzi, Paolo Carignani et dans les mises en scène de Willy Decker, Luc Bondy, Peter Stein, Richard Jones, Jean Marie Villegier, Peter Mussbach, Achim Freyer…On a pu l'entendre récemment en Don Diegue (Le Cid) et Golaud (Pelléas et Mélisande) à L'Opéra de Paris. Prochainement : Filippo II (Don Carlo) au festival de Gars, Frère Laurent (Romeo et Juliette – Berlioz) à Amsterdam, Golaud à La RAI de Turin, Le Bailli (Werther) à Paris, Colline (La Bohème) à Barcelone, Golaud à Osl0, Don Pedro (Béatrice et Bénédict) au festival de Matsumoto sous la direction de S. Osawa...
