Paul Ehrlich 1854. március 14-én született Strehlenben, Németországban. Már tanítványként és orvostanhallgatóként a mikroszkopikus szöveti anyagok színezése érdekelte. A lipcsei egyetemen írt disszertációjában újra felvette a témát (“Beiträge zur Theorie und Praxis der histologischen Färbung”). A berlini Charité klinikai képzése és habilitációja (“Das Sauerstoffbedürfnis des Organismus”) után 1887-ben a berlini Charité-ban Robert Koch hívta a berlini Fertőző Betegségek Intézetébe (1891).
Paul Ehrlich legyőzte a tuberkulózis betegséget, amellyel Egyiptomban fertőződött meg. Ezt követően barátjával, Emil Adolf von Behringgel együtt dolgozott azon, hogy hozzájáruljon a diftériaszérum kifejlesztéséhez, amely az ilyen légúti megbetegedések ellen segíthet.
Ezek a munkák inspirálták 1897-es híres oldalláncelméletét (Seitenkettentheorie). Ez az elmélet megmagyarázta a szérum hatásait, és lehetővé tette az antigén mennyiségének mérését. 1896-ban Ehrlich lett az újonnan alapított Királyi Szérumkutató és Szérumvizsgáló Intézet (Königlichen Instituts für Serumforschung und Serumprüfung) igazgatója Steglitzben (Berlin). Itt folytatta az immunológiával és a hemolizinekkel kapcsolatos munkáját; ezek a vizsgálatok végül az immunitás oldallánc-elméletéhez vezettek. 1899-ben az intézetet Frankfurtba (Main) költöztették, és Kísérleti Terápiás Intézetté (Institut für experimentelle Therapie) bővítették. Ehrlich itt a kemoterápiát és a fertőző betegségeket kutatta. 1904-ben Ehrlich a göttingeni egyetem tiszteletbeli professzora lett.
Paul Ehrlich 1908-ban Elie Metschnikoffal együtt megkapta az orvosi Nobel-díjat az immunitással kapcsolatos kutatásaikért. 1906-ban felfedezte az atoxil szerkezeti képletét, egy kémiai összetételét, amelyről kimutatták, hogy képes az álomkór kezelésére. E felfedezést követően megpróbálta létrehozni a gyógyszer kevésbé mérgező változatát. 1909-ben tanítványával, Sahachiro Hata-val kifejlesztette a Salvarsant, az álomkór, a szifilisz és más járványos betegségek elleni gyógyszert.
A porosz kormány 1911-ben kitüntette, amikor a Titkos Orvosi Tanácsban a legmagasabb rendű Excellenciává választották. Néhány évvel később Ehrilch 1915. augusztus 20-án, 61 éves korában meghalt.
Életét a The Magic Bullet című film is bemutatja, amelynek középpontjában a Salvarsan® (arsphenamine, “compound 606”), a szifilisz ellenszerének gyógymódja állt. Munkája felhívta a figyelmet a vér-agy gát létezésére, a központi idegrendszerben lévő erek közötti fizikai gátra.
A “magic bullet” fogalma a 19. századi német kémikusok tapasztalataiból származik a szövetek szövettani vizsgálathoz történő szelektív festésével, és különösen a baktériumok szelektív festésével kapcsolatban (Ehrlich kivételes tehetségű szövettani kémikus volt, és feltalálta a baktériumok Gram-festésének elődtechnikáját). Ehrlich úgy gondolta, hogy ha sikerül olyan vegyületet előállítani, amely szelektíven megcéloz egy betegséget okozó organizmust, akkor a szelektivitást biztosító szerrel együtt az adott organizmus toxinját is be lehet juttatni. Így egy olyan csodafegyvert lehetne létrehozni, amely csak a célzott szervezetet ölné meg.