Paul Brien werd geboren te Hannuit in 1894 en was de zoon van Émile Brien, onderwijzer en directeur van de gemeentelijke dorpsschool. Opgegroeid in een onderwijzersmilieu, treedt hij in de voetsporen van zijn vader. Hij bewondert het beroep van onderwijzer dat hij vaak prijsde, erop wijzend dat er geen nobeler beroep bestaat. Hij onderneemt studies als regent aan de Normaalschool van Nijvel en keert vervolgens naar Hannut terug waar hij les geeft als waarnemend onderwijzer.
In 1918, tegen het einde van de oorlog, vervoegt hij de Université libre de Bruxelles om zijn roeping te volgen : Natuurwetenschappen. Zijn voorkeur gaat uit naar de leer van de Dierkunde van professor Auguste Lameere. Deze lessen, gekenmerkt door de evolutieleer, vervullen een voortrekkersrol in de filosofische opvattingen aangaande de oorsprong van dierenrijk. Als vrijdenker is Paul Brien geboeid door deze meester : Lameere is een welsprekende en heerlijke professor met een ongeëvenaarde dierkundige kennis. Hij weet hoe hij over de dieren moet «spreken» en doet dit op een bijna vertrouwde wijze waarbij hij hun classificatie op een aantrekkelijke manier voorstelt. Hij licht de natuurlijke samenhang van de groepen op een duidelijke wijze toe en schetst de evolutieleer op een boeiende wijze.
Deze uiteenzetting over de fylogenie van het dierenrijk is op dat ogenblik een revolutionair gegeven. Hij volgt van nabij de opvattingen van Charles Darwin, die destijds aan hevige kritiek onderworpen waren. De onderrichtingen van Lameere zorgen voor veel enthousiasme bij Paul Brien. Als uitmuntend student wordt hij door zijn meester bij de tweede kandidatuur als leerling-assistent aangeduid. Hij verkrijgt in 1922 de titel van doctor in de Natuurwetenschappen na het verdedigen van een proefschrift over de Embryologie du Tunicier (Salpa maxima).
Paul Brien wordt in 1922 assistent in de dienst Dierkunde van Lameere en start een briljante onderwijscarrière die hij voortzet tot wanneer hij in 1964 op pensioen gaat. In 1926 wordt hem in eerste instantie een cursus Biologie aan de Faculteit voor Politieke en Sociale wetenschappen aangeboden. Hij is docent Fysiologie van de dieren in 1928 en gewone professor in 1930. In 1934 wordt hij de opvolger van professor Lameere, bij diens oppensioenstelling, voor een reeks lessen van Dierkunde en Dierkundige biologie aan de Faculteiten Wetenschappen en Geneeskunde.
Uit zijn lessen vloeien verschillende publicaties voort waaronder een belangrijke kandidatuurcursus onder de titel d'Eléments de Zoologie et notions d'Anatomie comparée, verschenen in 1938. Een geïllustreerde editie volgt in 1945 waarvan meerdere generaties van studenten gretig gebruik zullen maken.
Paul Brien is vooreerst de dierkundige van de ongewervelde dieren, waaraan hij het overgrote deel van zijn opzoekingen wijdt. Hij bestudeert de biologie van hun ontwikkeling na het embryostadium, de vorming van de organen en de oorsprong van het kiemplasma. Hij analyseert tevens, met veel bijval, de aseksuele reproductie en de regeneratie die hem zijn hele leven lang zullen fascineren en hem zijn eminente reputatie zullen opleveren.
Als Decaan van de Faculteit Wetenschappen van de ULB, verwerft Paul Brien internationale erkenning, gesteund door een reeks prestigieuze wetenschappelijke werken. Hij produceert in totaal om en bij de 350 publicaties gespreid over zijn loopbaan (van 1922 tot 1975).
Stichter en vervolgens voorzitter van het Comité de Vigilance des Intellectuels antifascistes (CVIA) en voorzitter van het Volksfront, wordt hij in 1936 voor korte tijd provinciaal senator van Brabant voor de Communistische partij benoemd. Tijdens de bezetting is Paul Brien goed gekend door de bezetter voor zijn politieke ideeën en zijn onverzettelijke houding. In december 1942 wordt hij aangehouden in zijn laboratorium en als gijzelaar meegenomen naar de citadel van Hoei.
Paul Brien wordt in 1945 aangesteld als gecoöpteerde binnen het Permanent comité van het Waals Nationaal congres en blijft er lid tot in 1948. Wanneer het Parlement klaar staat om de gevolgen van de volkstelling van 1947 op de parlementaire vertegenwoordiging toe te passen, ondertekent hij de petitie "La Wallonie en alerte" om te trachten te voorkomen dat de Kamer en de Senaat « een wet zouden stemmen die Wallonië tot de eeuwige minderheid zou veroordelen ». Deze lange tekst gericht aan de voorzitters van de twee Kamers blijft zonder gevolg. Paul Brien was medestichter en eerste voorzitter van de FDF.
Als grote vrij-onderzoeker zal hij zijn hele leven lang vurig zijn ideaal van democratie en rechtvaardigheid verdedigen. Hij bewondert de Franse cultuur, zowel op wetenschappelijk als op litterair vlak. Hij verdedigt de Franse taal op het moment van de bittere taalstrijd die opduikt in België gedurende de laatste jaren van zijn leven. Tot aan zijn overlijden (19 februari 1975) blijft hij de verdediger van het recht op vrije meningsuiting voor al zijn medeburgers.