Bettany ha frequentato il Drama Centre a Londra. Il suo debutto cinematografico avviene con il film Bent. La sua carriera cinematografica continua con film del calibro di The Land Girls, diretto da David Leland con Catherine McCormack e Rachel Weisz.
Paul Bettany ha ricevuto ottime critiche per le sue performance in numerosi film di alto profilo, basta citare Il Codice Da Vinci, con Tom Hanks e la pellicola vincitrice dell’Academy Award A Beautiful Mind, con Russell Crowe, entrambi diretti da Ron Howard. Bettany è tornato a recitare al fianco di Crowe in Master and Commander: Sfida ai Confini del Mare, del regista Peter Weir. La performance di Bettany in questo film gli ha fatto ottenere un London Film Critics Circle Award come Migliore Attore Britannico, oltre che le nomination ai BAFTA Award ed ai Critics’ Choice Award come Migliore Attore non Protagonista. Inoltre, ha vinto un Evening Standard Award come Migliore Attore sia per Master and Commander che per The Heart of Me, in cui recita accanto a Helena Bonham Carter (La Teoria del Volo, Novocaine) e Olivia Williams.
Successivamente è apparso in diversi film, tra i quali ricordiamo The Reckoning di McGuigan, con Vincent Cassel e Willem Dafoe (Loveless, The Reckoning – Percorsi Criminali) e Inkheart, con Brendan Fraser e Helen Mirren.