Ecrivain d’art et historien, critique d’art, collectionneur et mécène, il était le fils de Jules Marmottan [1], collectionneur passionné par le Moyen Âge et la Renaissance qui avait déjà assemblé dans son hôtel du quartier du Ranelagh une collection de premier plan. Paul consacra sa collection au Premier Empire.

À sa mort en 1932, il légua la totalité de ses collections, comprenant celles de son père, à l’Académie des beaux-arts ainsi que son hôtel, qui fut transformé deux ans plus tard et donna naissance au Musée Marmottan. Il a également fondé par legs la bibliothèque et l’hôpital qui portent son nom.