Pauli wuchs in Wien auf und studierte auch dort. Mit 22 schrieb er einen Encyclopädieartikel über die Relativitätstheorie, dank der er die Anerkennung und lebenslängliche Freundschaft von Einstein erwarb. Pauli hatte gute Voraussetzungen: sein Vater war Chemieprofessor, sein Götti Physikprofessor. Später erzählte er, dass ihm sein Götti bei jedem Besuch ein paar Experimente zeigte und ihn darauf aufmerksam machte, dass sich die Natur nicht unbedingt so verhält, wie man sich das zuerst vorstelle. Sicher ein guter Start um sich mit der Quantenwelt auseinanderzusetzen. Diese lernte er kennen, als er zu weiteren Studien nach München ging. Dort lehrte Born, der die Idee formuliert hatte, dass die quantenmechanischen Gesetze statistischen Charakter haben und nur Aussagen erlauben über die Wahrscheinlichkeit, dass ein Resultat eintrifft.

1922 wurde er von Bohr nach Kopenhagen eingeladen, das damals das Diskussionszentrum der Quantentheorie war. Er hatte Bohr in Göttingen kennengelernt und war beeindruckt von dessen Ideen über die Elektronenverteilung in Schalen. Vor allem die Idee, dass in der innersten Schale nur zwei Elektronen sein können, wurde für seine eigene Arbeit eine Grundlage.

Pauli war mehr an Erkenntnis als an Ruhm interessiert. Darum zeigte er auch immer gern, von wem er was gelernt hatt. Wie gross sein eigener Einfluss auf die Quantentheorie ist, belegt aber sein riesiger Briefwechsel. Wie Gauss hielt er viele entscheidende Ideen in Briefen fest, die dann herumgereicht wurden.

Pauli wurde Privatdozent in Hamburg und beschäftigte sich weiterhin mit Bohrs Atommodell. Er formulierte das "Ausschliessungsprinzip", für das er 1945 den Nobelpreis erhielt. Das Pauliverbot sagt, dass in einem System keine zwei Fermionen im gleichen Zustand sein können.

1928 übernahm Pauli eine Lehrstelle an der ETH Zürich. Als der Krieg ausbrach und Pauli wegen "ungenügender Assimilation" nicht eingebürgert wurde, zog er nach Amerika, wo er sich als Jude sicherer fühlen konnte. In Princeton traf er sich wieder mit Einstein, Bohr und Fermi. Er half mit bei den Grundlagenforschungen zur Entwicklung der Atombombe und kehrte erst 1946 nach Zürich zurück (wo er 1949 schliesslich eingebürgert wurde!).

1930 postulierte Pauli ein neues Teilchen, das Neutrino. Beim Betazerfall entsteht aus einem Neutron ein Proton und ein Elektron. Da die Summe der Massen des Protons und des Elektrons kleiner als die Masse des Neutrons ist, schloss Pauli, dass die fehlende Masse einem noch nicht entdeckten Teilchen entspeche. Fermi war begeistert von der Idee und nannte das neue Teilchen Neutrino. Es wurde rund 25 Jahre später nachgewiesen.

Eine andere Seite von Pauli ist sein Interesse an Psychologie. Er hatte eine lebenslange Freundschaft mit dem berühmtesten Schweizer Psychologen Carl Jung und schrieb für diesen mehr als 1000 Träume auf.