Walker nasceu em Glendale, Califórnia e cresceu em San Fernando Valley, arredores de Los Angeles. Filho de Paul Walker III e Cheryl, uma ex-modelo, ele é o segundo mais velho numa família de quatro irmãos (dois irmãos e duas irmãs), Caleb e Cody e Ashlie e Amie. Walker foi criado como membro da Igreja de Jesus Cristo dos Santos dos Últimos Dias, ou Mórmons. Embora ele tenha parado de praticar a religião, a sua família ainda é membro da igreja. Walker frequentou e se formou na Village Christian School. Após o colegial, ele frequentou diversas faculdades da comunidade, buscando um grau e uma carreira, em biologia marinha. Walker foi eleito em 2001, pela revista People como uma das Pessoas Mais Bonitas do Mundo, atualmente reside em Santa Bárbara, Califórnia, com seu cachorro da raça Chesapeake Bay Retriever, chamado Boone. Sua filha, Meadow Rain, que nasceu em 28 de janeiro de 1999, vive no Havaí com a mãe, uma ex-namorada de Paul. Ele é um ávido surfista e sempre foi um apaixonado por carros, antes mesmo das filmagens de Velozes e Furiosos. Ele possui um Infiniti G35.