Paul Kalkbrenner est né en 1977 à Leipzig (Saxe), du côté est d'une Allemagne coupée en deux par le Rideau de fer. La chute du Mur de Berlin, en 1989, et la réunification qui s'ensuit ouvrent à Paul Kalkbrenner l'accès à la scène techno allemande, alors en pleine ébullition. Très vite, il décide de produire sa propre musique plutôt que de passer celle des autres. De DJ, il devient alors producteur et signe sur le label BPitch Control d'Ellen Allien.
Si les deux premiers albums Zeit et Superimprose, parus en 2001, ne sont pas marquants, le troisième, Self (2004), fait la différence. Paul Kalkbrenner s'aventure au-delà du son dancefloor et livre un album à l'esthétique proche de la musique de film. Le public y trouve apparemment son compte, érigeant le titre « Gebrünn Gebrünn » en succès commercial. Paul Kalkbrenner marque alors une pause dans ses prestations publiques et s'attelle à composer la musique du film Berlin Calling avec Sascha Funke. Les deux hommes se retirent alors six mois à Aix-en-Provence pour collaborer.
Cerise sur le gâteau, Paul Kalkbrenner interprète également le rôle principal du film retraçant le parcours d'un DJ berlinois. Le succès de la bande-son fait de lui la star d'une génération en Allemagne et le titre « Sky and Sand » devient un tube classé notamment dans le Top 10 en Belgique. Le culte entourant le film et son acteur principal augmente encore avec la sortie du DVD en 2009. La tournée de 2010 touche une douzaine de villes européennes ; elle est relayée par le DVD Paul Kalkbrenner 2010 - A Live Documentary.
Le nom de Paul Kalkbrenner ne cesse de prendre de l'importance dans la mouvance electro, comme en témoigne l'attente autour de la sortie de Guten Tag, en 2012. L'album riche de dix-sept titres paraît aux formats CD et double vinyle en décembre 2012. Le compositeur et producteur ravit ses fans français en remplissant le Zénith de Paris le 2 mars 2013. L'année suivante voit la sortie de l'album X, constitué de remixes de Berlin Calling, Icke Wieder et Guten Tag. Signé par Columbia, Paul Kalkbrenner publie en août 2015 un septième album minimaliste et dansant comme le démontre les extraits « Cloud Rider », chanté par D Train, « Motherfucker » et « Feed Your Head », comprenant un sample vocal du Jefferson Airplane.