Après avoir obtenu sa licence de philosophie à Aix-en-Provence en 1863, Paul Arène est nommé répétiteur au lycée de Vanves, près de Paris. Il y fréquente les cafés littéraires et fait la connaissance de François Coppée, Catulle Mendès, Alphonse Daudet, avec lequel il collabore très étroitement (au point d'être par certains considéré comme le nègre d'Alphonse Daudet) pour les chroniques provençales publiées par "L'Événement", qui constituent ultérieurement le recueil des "Lettres de mon moulin". Il publie ses premiers articles dans « Le Journal » et « Le Figaro ».

Il abandonne l’enseignement en 1865 après le succès d’une petite pièce de théâtre de sa main, jouée avec succès à l'Odéon, "Pierrot héritier". En 1867, il s’attire des inimités en participant au « Parnassiculet contemporain » qui parodie les poètes du « Parnasse contemporain ». En 1868, il écrit ce qui est considéré comme son œuvre majeure, "Jean-des-Figues". Après la guerre franco-prussienne de 1870, à laquelle il prend part avec le grade de capitaine, il écrit pièces de théâtre, chroniques, contes, et poèmes, dont « Le Tors d'Entrays », « Le Clos des âmes », « Le Canot des six capitaines », « Au Bon Soleil », « La Gueuse parfumée », « La Chèvre d'or, « Les Ogresses », « Le Midi bouge » et « Domnine ». A partir de 1874, il partage son année entre Sisteron l’été et Paris le reste de l’année.

Inspiré et en relation dès son arrivée à Paris en 1863, avec Joseph Roumanille, Frédéric Mistral et Théodore Aubanel, il fédère ses amis méridionaux de Paris dans « La Cigale », puis organise en 1879 le Félibrige parisien, dont il sera le président. Il est élu majoral du Félibrige en 1884. Il dirige diverses revues félibriennes : « La Cigale », « La Farandole », « Lou Viro-Soulèu » et organise les Fêtes de Sceaux. En 1889, sa santé s’altère et il passe l’hiver à Antibes sur les conseils du docteur Charcot, et où il meurt en 1896.