Paulo Davim nasceu no dia 25 de outubro de 1959, em Natal/RN. Formado em Medicina pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte, possui duas especialidades médicas: em Cardiologia e em Medicina Intensiva. É casado com Sânzia Olímpio Davim e pai de dois filhos: Ana Paula e Gabriel

A militância estudantil foi o primeiro passo para a trajetória política, que se fortaleceu a partir de sua atuação no Sindicato dos Médicos, Associação Médica/RN e também na Associação Médica Brasileira.

Em 2002, foi eleito para a Assembléia Legislativa do Rio Grande do Norte e, em 2006, foi eleito pelo Comitê de Imprensa da ALRN “O Parlamentar do Ano”.  Em 2006, foi reeleito deputado estadual. Sua atuação parlamentar na ALRN buscou a pluralidade nos eixos de ação, com olhar voltado, especialmente, para a saúde, meio ambiente, educação e segurança.

Tomou posse como Senador em 03 de fevereiro de 2011, como primeiro suplente do Senador Garibaldi Alves Filho, que se afastou para assumir o Ministério da Previdência Social. Participa, como titular, da Comissão de Assuntos Sociais, da Comissão de Meio Ambiente, Defesa do Consumidor e Fiscalização e Controle e da Comissão de Direitos Humanos. No Senado Federal tem se destacado na defesa de melhores condições de saúde e educação para a população, além da luta pela preservação do meio ambiente.