Ligoninės pastatų ansamblis pastatytas 1901–1930 m. Barselonos El Guinardó mikrorajone. Iškilmingai atidarytas dalyvaujant Ispanijos karaliui Alfonsui XIII. Pinigus ligoninės komplekso statybai skyrė katalonų finansininkas Paú Gil. Pagal jo valią, ligoninė turėjo būti pavadinta jo vardu, pastatyta pagal geriausius to laiko architektūros ir technologijos pasiekimus. Pagal architekto sumanymą, visi ligoninės skyriai buvo sujungti požeminiais praėjimais.

Nors šiuolaikiniai pastatai datuojami XX a. pradžia, pati šv. Pauliaus ligoninė buvo įsteigta dar 1401 m., kai buvo apjungtos šešios viduramžių Barselonos gydyklos.

1991 m. ligoninė buvo apdovanota Katalonijos vyriausybės šv. Georgijaus kryžiumi. Ji veikė iki 2009 m. birželio mėn., po to buvo uždaryta pertvarkymui į kultūros centrą ir muziejų, kurie atvėrė duris 2014 m. Senuosiuose pastatuose įsikūrė meno mokykla Escola Massana, nacionalinė Katalonijos biblioteka. Naujai ligoninei netoliese pastatytas modernus pastatas.