Casalsův otec byl varhaníkem v místním kostele. Poskytoval Casalsovi první hudební lekce a učil ho hrát na klavír, housle a varhany. Když bylo Casalsovi jedenáct let, slyšel skupinu potulných hudebníků hrát hudbu. Jedním z nástrojů bylo violoncello. Nikdy ho neslyšel a rozhodl se, že právě na něj chce hrát. Matka ho vzala do Barcelony, kde začal chodit do hudební školy Escola Municipal de Música. Tam studoval hru na violoncello, hudební teorii a klavír.
Jednoho dne, když mu bylo 13 let, si v obchodě s hudebninami z druhé ruky prohlížel staré skladby. Našel velmi staré noty pro sólové violoncello. Byly to Bachovy Suity pro violoncello. Lidé si tehdy mysleli, že jde jen o sbírku studií, které mají cellistům pomoci s technikou, ale Casals, ačkoli byl ještě chlapec, pochopil, že jde o skvělou hudbu. Dalších dvanáct let je cvičil, dokud se necítil připraven je hrát. Casalsův objev těchto nádherných violoncellových suit byl nejvýznamnějším Bachovým objevem od roku 1829, kdy Mendelssohn našel a provedl Matoušovy pašije, na které svět zapomněl.
Casals projevil obrovský talent pro hru na violoncello. Dne 23. února 1891, když mu bylo 14 let, vystoupil v Barceloně se sólovým recitálem. O dva roky později ukončil studium na Escola s vyznamenáním.
V roce 1893 ho v kavárně slyšel hrát v triu španělský skladatel Isaac Albéniz. Předal mu dopis, na jehož základě byl představen královně. Ta mu dala peníze, aby mohl studovat na konzervatoři v Madridu. Poté mu umožnila odjet studovat na konzervatoř do Bruselu, která byla v té době nejlepší v Evropě v oboru smyčcových nástrojů. Učitel na violoncello mu vyjmenoval dlouhý seznam violoncellových skladeb a zeptal se ho, které z nich hraje. Když mu Casals řekl, že je umí zahrát všechny, učitel si z něj udělal legraci. Když Casals začal hrát, všichni žasli nad jeho talentem. Učitel chtěl, aby se stal jedním z jeho žáků, ale Casalse to urazilo, a tak druhý den odjel do Paříže. Španělská královna se na Casalse zlobila, když se dozvěděla, co se stalo, a přestala mu posílat peníze.
V Paříži měl velmi málo peněz. Živil se hrou na druhé violoncello v divadelním orchestru Folies Marigny. Jeho matka se snažila vydělat nějaké peníze šitím. V roce 1896 se vrátil do Katalánska, kde učil na hudební škole a hrál jako první violoncellista v orchestru barcelonské opery Liceu. V roce 1897 vystoupil jako sólista s madridským symfonickým orchestrem a od královny obdržel Řád Karla III.
Mezinárodní sláva
V roce 1899 hrál Casals Saint-Saënsův violoncellový koncert v londýnském Crystal Palace a později pro královnu Viktorii v jejím letním sídle v Cowes na ostrově Wight. Stal se velmi slavným. V Paříži udělal na všechny velký dojem, zejména na dirigenta Charlese Lamoureuxe, který založil slavný orchestr. Casals odjel do Nizozemska, Spojených států, kde odehrál 80 koncertů, a do Jižní Ameriky. Často hrál s klavíristou Haroldem Bauerem.
15. ledna 1904 byl Casals pozván, aby zahrál v Bílém domě pro prezidenta Theodora Roosevelta. Hrál v CarnegieHall v New Yorku, kde hrál Dona Quijota od Richarda Strausse a skladatel ho dirigoval. V letech 1906-1912 měl vztah s portugalskou violoncellistkou Guilherminou Suggiaovou, nikdy se však nevzali. V roce 1914 se Casals oženil s americkou zpěvačkou Susan Metcalfeovou. V roce 1928 se rozešli, ale rozvedli se až v roce 1957.
Casals vytvořil trio s klavíristou Alfredem Cortotem a houslistou Jacquesem Thibaudem. Absolvovali mnoho koncertů a pořídili jedny z prvních nahrávek hudby klavírního tria. Společně hráli 30 let.
V roce 1905 podnikl cestu do Ruska. Byla to nešťastná doba, protože v Rusku probíhala revoluce. Během jeho koncertu v Moskvě byla před sálem slyšet střelba.
Během první světové války žil Casals v New Yorku. V roce 1919 se vrátil do Barcelony. Chtěl zlepšit hudbu ve své zemi. Bylo zde velmi málo lidí, kteří uměli dobře hrát, a tak založil vlastní orchestr: Orquesta Pau Casals. Tento každoroční hudební festival trval až do začátku španělské občanské války v roce 1936.
Casals podporoval španělskou republikánskou vládu. Když byla poražena, prohlásil, že se nevrátí, dokud se Španělsko nestane opět demokratickou zemí. Poté opustil svou zemi a odešel do exilu. Odešel žít do francouzské vesnice Prades, která se nacházela nedaleko španělských hranic. Pokračoval ve své kariéře violoncellisty. Po druhé světové válce, v červnu 1946, odjel do Anglie a v Royal Albert Hall hrál za řízení sira Adriana Boulta Schumannovy a Elgarovy violoncellové koncerty. Před sálem mu musela policie pomoci dostat se k autu, protože se kolem něj tísnilo mnoho lidí.
Casals hrál v mnoha zemích, ale odmítal hrát v zemích, které byly přátelsky nakloněny Francově vládě ve Španělsku. V roce 1945 vystoupil v BBC a promluvil ke svým lidem v Katalánsku . Na závěr zahrál katalánskou lidovou píseň El Cant dels Ocells (Ptačí píseň). Hrál ji na závěr všech svých koncertů. Když Velká Británie uznala Frankovu vládu, Casals se rozhodl, že v Anglii už nemůže hrát. Ze svého rozhodnutí nenavštěvovat země přátelské Frankovi udělal jednu velkou výjimku: v roce 1961 se zúčastnil koncertu komorní hudby v Bílém domě 13. listopadu, kde hrál prezidentu Johnu F. Kennedymu, kterého obdivoval.
Pozdější roky
Festivaly v Prades
V roce 1950 pokračoval ve své kariéře jako dirigent a violoncellista na festivalu Prades v Conflentu. S hraním souhlasil pod podmínkou, že peníze, které se na festivalu vydělají, budou věnovány nedaleké uprchlické nemocnici. Podle Franca měli Španělé zakázáno na festival jezdit, ale mnohým se podařilo přejít hranice pěšky. V Prades hrála řada světoznámých hudebníků: Josef Szigeti, Isaac Stern, Rudolf Serkin, Eugen Istomin a další.
Pradeské slavnosti vedl až do roku 1966.
Portoriko
Když bylo Casalsovi 80 let, oženil se s jednou ze svých mladých studentek, dívkou jménem Marta. Seznámili se v Prades. Marta pocházela z Portorika, odkud pocházela Casalsova matka. Odjeli žít do Portorika do domu zvaného "El Pesebre". V roce 1957 se tam ve městě San Juan začal konat hudební festival. Na festival v Prades jezdil každoročně až do roku 1966. Vedl také mistrovské kurzy na amerických školách a univerzitách i v jiných zemích. Některé z nich byly přenášeny televizí.