1978年，10岁的保罗·马尔蒂尼被父亲送进了AC米兰青训营接受正规足球训练。
1985年1月20日，在AC米兰客场1比1战平乌迪内斯的意甲第16轮联赛中，马尔蒂尼在比赛的第46分钟获得替补出场的机会，完成了AC米兰一线队首秀。
1985年9月18日，在AC米兰对阵欧塞尔的欧洲联盟杯比赛中，马尔蒂尼迎来了欧战首秀。1985-86赛季，马尔蒂尼以主力球员的身份代表AC米兰踢了40场比赛。
1987年1月4日，马尔蒂尼在AC米兰对阵科莫足球俱乐部的联赛中打进了个人在意甲的首粒进球。5月23日，马尔蒂尼帮助AC米兰在意甲附加赛中战胜桑普多利亚，取得了下赛季参加欧联杯的资格。1986-87赛季，马尔蒂尼共代表AC米兰出场30次。
1988年2月28日，AC米兰在联赛中2比1战胜桑普多利亚，马尔蒂尼在第70分钟打进反超一球，帮助球队拿下关键的2分。5月15日，马尔蒂尼帮助AC米兰战平了科莫队后夺得了意甲联赛冠军。1987-88赛季，马尔蒂尼在联赛中出场28次，打进2球。
1988年9月7日，马尔蒂尼生涯首次参加欧洲冠军杯，对手是俄罗斯球队索非亚列夫斯基。1989年5月24日，马尔蒂尼帮助AC米兰在诺坎普球场4比0战胜了布加勒斯特星夺得了欧洲冠军杯冠军。1988-89赛季，马尔蒂尼代表AC米兰在各项赛事中出场40次。
1989年，马尔蒂尼被评为了“欧洲最佳新人”。
1989年12月7日，AC米兰在欧洲超级杯第二回合决赛中1比0战胜巴塞罗那夺得冠军，马尔蒂尼在两回合决赛中踢满全场。12月17日，马尔蒂尼又帮助球队击败了哥伦比亚球队麦德林民族足球俱乐部，夺得了丰田杯冠军。1990年2月11日，马尔蒂尼在AC米兰对阵那不勒斯的联赛中攻进了赛季唯一进球。5月23日，马尔蒂尼帮助AC米兰在欧冠决赛中战胜了本菲卡，连续第二年夺得了欧洲冠军杯冠军。1989-90赛季，马尔蒂尼共出场47次，帮助球队赢得了三座冠军奖杯。
1990年12月，马尔蒂尼帮助球队分别蝉联了欧洲超级杯和丰田杯的冠军。1990-91赛季，马尔蒂尼代表米兰在联赛中出场26次，打进5球。
1991-92赛季，马尔蒂尼帮助AC米兰以不败的战绩夺得了意甲联赛冠军，这是自1929年意大利正式成立全国性的联赛以来，历史上第一支在整个赛季中都保持不败的冠军球队。该赛季，马尔蒂尼代表AC米兰在联赛中出场31次，打进3球。在意大利杯赛中出场7次，打进2球。
1992年8月30日，马尔蒂尼帮助AC米兰2比1战胜了帕尔马夺得了意大利超级杯冠军。10月21日，AC米兰在欧冠第二轮小组赛中1比0战胜了布拉迪斯拉发斯拉夫人足球俱乐部，马尔蒂尼在第60分钟打进了全场唯一进球，这也是马尔蒂尼在欧冠的首粒进球。1993年5月26日，马尔蒂尼职业生涯第三次闯进欧冠决赛，但AC米兰最终以0比1负于马赛，没能夺得冠军。1992-93赛季，马尔蒂尼代表AC米兰在联赛中出场31次，打进2球，帮助球队蝉联了意甲联赛冠军。
1993年8月21日，马尔蒂尼帮助AC米兰击败都灵，蝉联了意大利超级杯冠军。1994年3月2日，AC米兰在欧冠小组赛中2比1战胜云达不莱梅，马尔蒂尼在第48分钟收获了一粒进球。5月18日，AC米兰在欧冠决赛中对阵巴塞罗那，球队主力中后卫弗朗哥·巴雷西和亚历山德罗·科斯塔库塔停赛，主教练法比奥·卡佩罗将马尔蒂尼安排在了中后卫上，最终马尔蒂尼和队友们帮助AC米兰以4比0击败对手夺得冠军。1993-94赛季，马尔蒂尼代表AC米兰在联赛中出场30次，打进1球，帮助球队连续第三年夺得意甲冠军。
1994年，马尔蒂尼被英国杂志《世界足球》评为“世界足球先生”，马尔蒂尼成为获得该奖项的第一名后卫球员。
1995年2月，马尔蒂尼帮助AC米兰在欧洲超级杯决赛中战胜阿森纳夺得冠军。5月24日，马尔蒂尼跟随球队连续第二年杀进欧冠决赛，但最终AC米兰以0比1不敌阿贾克斯而错失冠军。1994-95赛季，马尔蒂尼代表AC米兰出场43次，打进2球。
1995年底，马尔蒂尼在“国际足联世界足球先生”的评选中获得第二名。
1996年4月28日，马尔蒂尼协助AC米兰战胜了佛罗伦萨从而提前三轮夺得了联赛冠军。1995-96赛季，马尔蒂尼共为AC米兰在联赛中出场30次，打进3球。
1996-97赛季，AC米兰跌入了低谷仅排名联赛第十一名，马尔蒂尼代表球队共出场36次，打进1球。
1997-98赛季，马尔蒂尼在弗朗哥·巴雷西退役后接过了队长的袖标，代表AC米兰出战了37场比赛。
1999年5月23日，AC米兰在联赛最后一轮战胜佩鲁贾夺得了联赛冠军，马尔蒂尼在AC米兰俱乐部百岁之际以队长的身份捧起了冠军奖杯。1998-99赛季，马尔蒂尼代表AC米兰在联赛中出场31次，打进1球。
1999-00赛季和2000-01赛季，马尔蒂尼共代表AC米兰在各项赛事中出场87次，打进2球。
2001-02赛季，马尔蒂尼因伤错过AC米兰的大部分比赛，仅代表俱乐部出场19次。
2003年5月28日，AC米兰在欧冠决赛的点球大战中战胜了尤文图斯，马尔蒂尼夺得了个人第四座欧冠奖杯。5月31日，AC米兰以两回合6比3的总比分战胜罗马，马尔蒂尼生涯首次夺得意大利杯冠军。2002-03赛季，马尔蒂尼代表AC米兰在各项赛事中出场49次，打进2球。
2003年8月29日，马尔蒂尼帮助球队1比0战胜波尔图夺得了欧洲超级杯冠军。11月1日，在AC米兰1比1战平尤文图斯的意甲第8轮联赛中，马尔蒂尼第719次代表AC米兰出战，超越前AC米兰队长弗朗哥·巴雷西成为AC米兰历史上出场次数最多的球员。2003年底，马尔蒂尼在“欧洲金球奖”的评选中获得了第三名。2003-04赛季，马尔蒂尼在联赛中出场30次，帮助AC米兰夺得了联赛冠军
2005年5月29日，AC米兰在欧冠决赛中对阵利物浦，马尔蒂尼在开场52秒破门，这粒进球创造了欧冠决赛最快进球纪录。但是AC米兰最终在上半场3比0领先的大好局面下被利物浦在下半场扳平比分，并在点球大战中落败。2004-05赛季，马尔蒂尼共为球队出场47次，打进1球，帮助球队夺得了意大利超级杯冠军。
2005年9月25日，在第5轮AC米兰对阵特雷维索的比赛中，马尔蒂尼代表AC米兰队第571次出战意甲，超越了迪诺·佐夫保持的570场意甲出场记录。10月2日，马尔蒂尼在AC米兰对阵雷吉纳的比赛中梅开二度。12月，马尔蒂尼小腿肌肉拉伤，导致在赛季剩余的比赛中仅出场过3次。2005-06赛季，马尔蒂尼共为球队出场23次。
2007年5月23日，AC米兰在欧冠决赛中2比1复仇利物浦，马尔蒂尼生涯第五次夺得欧冠冠军，同时马尔蒂尼也追平了帕科·亨托创造的8次参加欧冠决赛的纪录。2006-07赛季，马尔蒂尼没有摆脱伤病的困扰，仅代表球队出场27次，打进1球。
2007年8月31日，AC米兰在欧洲超级杯决赛中3比1战胜塞维利亚，马尔蒂尼因伤缺阵。12月16日，马尔蒂尼帮助AC米兰4比2战胜博卡青年夺得世俱杯冠军。2008年2月16日，AC米兰挑战帕尔玛，马尔蒂尼在第70分钟替补出场，完成了职业生涯的第1000场比赛。2008年3月30日，马尔蒂尼在AC米兰对阵亚特兰大的比赛中打进了职业生涯的最后一粒进球。2007-08赛季，马尔蒂尼共为球队出场23次，打进1球。
2008年4月，饱受伤病困扰的马尔蒂尼一度考虑结束自己的职业生涯，但是两个月后，马尔蒂尼在膝伤有所好转的情况下和俱乐部完成了一年的续约。
2009年2月18日，马尔蒂尼正式宣布在赛季结束后退役。5月24日，AC米兰在主场迎战罗马，马尔蒂尼首发出场，踢完了在圣西罗球场的最后一场比赛。联赛最后一轮AC米兰对阵佛罗伦萨，马尔蒂尼完成了职业生涯的最后一场比赛。
1988年3月31日，意大利队在客场1比1战平前南斯拉夫队，马尔蒂尼在比赛中首次代表国家队出场国际比赛。6月，马尔蒂尼以主力边后卫的身份帮助意大利国家队杀进了欧洲杯半决赛，并入选欧洲杯最佳阵容.
1990年6月，马尔蒂尼跟随国家队参加了在本土举行的世界杯。6月9日，在小组赛首场意大利对阵奥地利的比赛中，马尔蒂尼迎来了世界杯首秀。7月7日，马尔蒂尼帮助意大利战胜英格兰夺得了世界杯季军。马尔蒂尼入选了世界杯最佳阵容。
1993年1月20日，在意大利队2比0战胜墨西哥队的友谊赛中，马尔蒂尼首次带上了队长袖标并在第80分钟打进了个人在国家队的首个进球。
1994年6月，马尔蒂尼代表意大利国家队出征美国世界杯。本届杯赛马尔蒂尼在弗朗哥·巴雷西重伤缺阵的情况下和队友们筑起了坚实的防线，帮助意大利队一路杀进了决赛。马尔蒂尼入选了世界杯最佳阵容。世界杯结束后，巴雷西退出国家队，马尔蒂尼接过了国家队队长的袖标。
1996年6月，马尔蒂尼代表意大利国家队参加了在英格兰举行的欧洲杯，并入选了欧洲杯最佳阵容。
1998年6月，马尔蒂尼代表意大利国家队在法国世界杯中出场5次，帮助球队杀进了八强。
1999年4月27日，在意大利队2比0战胜墨西哥队的友谊赛中，马尔蒂尼首发出场完成了个人在国家队的第100场比赛。
2000年6月，主教练迪诺·佐夫在欧洲杯期间将马尔蒂尼的场上位置移动到了中后卫，6月29日，马尔蒂尼在半决赛意大利被罚下一人少的情况下带领队友们顶住了荷兰队的多轮进攻，最终在点球大战中击败对手。7月2日，意大利队在决赛中遭遇法国队，马尔蒂尼领衔的后防线曾将领先优势保持到了接近最后一刻，但是凭借西尔万·维尔托德和大卫·特雷泽盖的神奇发挥，法国队在加时赛中以金球制胜夺走了冠军。10月7日，意大利在世预赛中对阵保加利亚，马尔蒂尼完成了自己代表意大利国家队的第113场出场，超越迪诺·佐夫成为了当时意大利国家队出场次数最多的球员。
2002年6月，马尔蒂尼跟随意大利国家队出征韩日世界杯。6月18日，意大利队在八分之一决赛中被韩国队爆冷淘汰出局。7月22日，马尔蒂尼宣布退出国家队。
意甲联赛
▪ 2004 2003-04赛季 意甲联赛冠军 （获奖）
▪ 1999 1998-99赛季 意甲联赛冠军 （获奖）
▪ 1996 1995-96赛季 意甲联赛冠军 （获奖）
▪ 1994 1993-94赛季 意甲联赛冠军 （获奖）
▪ 1993 1992-93赛季 意甲联赛冠军 （获奖）
▪ 1992 1991-92赛季 意甲联赛冠军 （获奖）
▪ 1988 1987-88赛季 意甲联赛冠军 （获奖）
意大利杯
▪ 2003 2002-03赛季 意大利杯冠军 （获奖）
意大利超级杯
▪ 2004 2003-04赛季 意大利超级杯冠军 （获奖）
▪ 1994 1993-94赛季 意大利超级杯冠军 （获奖）
▪ 1993 1992-93赛季 意大利超级杯冠军 （获奖）
▪ 1992 1991-92赛季 意大利超级杯冠军 （获奖）
▪ 1989 1988-89赛季 意大利超级杯冠军 （获奖）
欧冠联赛
▪ 2007 2006-07赛季 欧洲冠军联赛冠军 （获奖）
▪ 2003 2002-03赛季 欧洲冠军联赛冠军 （获奖）
▪ 1994 1993-94赛季 欧洲冠军联赛冠军 （获奖）
▪ 1990 1989-90赛季 欧洲冠军杯冠军 （获奖）
▪ 1989 1988-89赛季 欧洲冠军杯冠军 （获奖）
欧洲超级杯
▪ 2007 2006-07赛季 欧洲超级杯冠军 （获奖）
▪ 2003 2002-03赛季 欧洲超级杯冠军 （获奖）
▪ 1994 1993-94赛季 欧洲超级杯冠军 （获奖）
▪ 1990 1989-90赛季 欧洲超级杯冠军 （获奖）
▪ 1989 1988-89赛季 欧洲超级杯冠军 （获奖）
洲际杯
▪ 2007 世俱杯冠军 （获奖）
▪ 1990 丰田杯冠军 （获奖）
▪ 1989 丰田杯冠军 （获奖）
个人荣誉
▪ 2012 意大利足球名人堂 （获奖）
▪ 2009 欧足联特别贡献奖 （获奖）
▪ 2005 欧洲足联年度最佳阵容 （获奖）
▪ 2003 欧足联终身成就奖 （获奖）
▪ 2003 欧洲足联年度最佳阵容 （获奖）
▪ 2000 欧洲杯最佳阵容 （获奖）
▪ 1996 欧洲杯最佳阵容 （获奖）
▪ 1994 世界足球先生 （英国《世界足球》评选） （获奖）
▪ 1994 世界杯最佳阵容 （获奖）
▪ 1989 欧洲最佳新人 （获奖）
▪ 1988 欧洲杯最佳阵容 （获奖）
作为世界上公认的最佳左后卫之一，马尔蒂尼留给国际足坛的除了一流的防守技术外，还有强大的人格魅力。球场上，意大利人很少与裁判争执，也几乎没有对对手的恶意犯规。比赛中，他可以将紧逼盯人和卡位完美结合，头脑清醒，判断准确，动作有效、干净却不粗野，左路助攻犀利，是世界上所有前锋都不愿碰到的对手。（新华网评）
作为世界第一左后卫，在比赛当中，再优秀的前锋都不愿意闯马尔蒂尼这道关。他的最大特点是紧逼盯人和卡位相结合，头脑清醒，判断力强，卡球不卡人，不侵人犯规。他在绿茵场上拼搏了这么多年，从来没有哪一位前锋被他踢伤过。他也不与裁判争执，对队友如同兄弟，他是队里的绝对精神领袖。（人民网评）
马尔蒂尼是世界上最优秀的左后卫之一，是一名真正意义上的现代型后卫。在与对方前锋的对抗中，他总是以智谋取胜，很少采用犯规战术，公平竞赛的精神在他身上得以最好的体现。凭借出色的技术、优秀的身体条件、开阔的视野、对比赛形势良好的判断和恰到好处的助攻，球场的左路完全在他的掌握之中。（网易体育评）
