Поль Гренье родился в Саарлуисе 29 января 1768 года. 21 декабря 1784 года Гренье вступил рядовым в 96-й линейный полк.
Случившаяся во Франции революция стремительно вознесла Гренье вверх: в сражении при Вальми он был уже капитаном, за отличие при Жемаппе он был назначен генерал-адъютантом и 24 апреля 1794 года Гренье был произведён в дивизионные генералы. В 1795 году он отличился под начальством Журдана на Рейне при Флерюсе; в 1796 году - в сражении на Лане; а в 1797 году, когда этой армией начальствовал Гош, Гренье при Нейвиде действовал против австрийцев так удачно, что получил письменную благодарность Директории в самых лестных выражениях.
В 1799 году Гренье прикрывал в Италии отступление Шерера, потом был послан генералом Моро в Гренобль для сбора своих войск; но успел перейти назад через Альпы уже после сражения при Нови; 10 ноября, взял он укреплённый австрийский лагерь при Далонуо, а в мае 1800 года защищал Тендское ущелье. Вскоре после того Моро призвал его в Рейнскую армию и поручил ему начальство над двумя дивизиями левого крыла, с которыми Гренье двинулся через Гюнцбург к Ингольштадту; участвовал потом в сражениях при Хохштедте, Гогенлиндене и в следующих битвах, а по заключении Люневильского мира был назначен генерал-инспектором всей пехоты.
В 1807 году Наполеон сделал его графом, кавалером ордена Почётного легиона (14 августа 1809 года) и губернатором Мантуи.
В походе 1809 года против Австрии Гренье отличился при переходе через реки Пьяве и Тальяменто и взял приступом форт Мальборгетто, сражался при Сачиле и Кальдиеро. Потом он был ранен в сражении при Ваграме и скоро по выздоровлении послан в Неаполь, где король Иоахим сделал его начальником своего Главного штаба.
В конце 1812 года Гренье выступил в Пруссию навстречу обломкам Великой армии, разбитой в России и много способствовал восстановлению боеспособности французских войск.
В 1813 году Гренье снова перешёл во французские войска, получил в командование 31-ю дивизию, и прикрывал сперва Виттенберг, a потом, под главным начальством вице-короля, управлял военными действиями против австрийцев в Италии.
После падения Наполеона Гренье посвятил себя службе Людовику XVIII, был избран членом Палаты Депутатов от Мозельского департамента и стал её вице-президентом. После вторичного отречения Наполеона от престола Гренье был членом правительственной комиссии, которая прекратила свои действия по возвращении Людовика, и после того был без должности до самоё смерти в Саарлуисе 18 апреля 1827 года. Впоследствии его имя было выбито на Триумфальной арке в Париже.