Pietro Sarpi nacque a Venezia nel 1552; giovanissimo (1565) entrò nell'ordine dei Serviti assumendo il nome di Paolo. Nel 1579 si laureò all'Università di Padova e da allora visse principalmente a Venezia, con frequenti visite a Roma per gli affari del suo ordine. Ben presto si distinse per le sue capacità di studioso, sia nel settore umanistico sia in quello scientifico, come ebbero modo di sottolineare i suoi amici Fulgenzio Micanzio (suo primo biografo) e Galileo Galilei con il quale si incontrò probabilmente alla fine del 1592. Paolo Sarpi per altro fu una figura-chiave nei rapporti che Galileo ebbe nel 1609 con il governo veneziano in relazione al telescopio.
Rilevò, e in parte spiegò, le valvole venose, importanti per la successiva scoperta della circolazione del sangue; fu il primo in Italia a venire a conoscenza dell'invenzione olandese del telescopio e tenne un quaderno di speculazioni scientifiche e filosofiche, molte delle quali sul moto. Sostenendo gli ideali di una Chiesa aliena da interessi materiali e politici, entrò in contrasto con le autorità ecclesiastiche controriformistiche, tanto che nel 1607 venne scomunicato, coinvolgendo nello scontro con Roma la Repubblica di Venezia, presso la quale operava come teologo e canonista; nello stesso anno, proprio per le sue idee antipapali, subì un grave attentato.
Morì a Venezia nel 1623.
Per onorare il celebre concittadino, i veneziani vollero dedicargli un monumento, che fu commissionato allo scultore Emilio Marsili ed eretto nel 1892.