Известный немецкий математик и философ. Брат выдающегося естествоиспытателя и философа Эмиля Генриха Дюбуа-Реймона. С 1865 г. преподавал в Гейдельбергском университете; с 1868 г. доцент. С 1869 г. профессор Фрайбургского университета, с 1874 г. — Тюбингенского университета. С 1884 г. работал в Технологическом институте в Берлине. В 1874 г. стал членом Баварской академии наук в Мюнхене.
Основные работы П. Дюбуа-Реймона относятся к математическому анализу, теории функций, вариационному исчислению, теории дифференциальных уравнений в частных производных, теории множеств, математической физике и др. Он также написал работы по философии науки, в которых рассматривал механизм научного творчества и границы человеческого познания.