Sua primeira composição foi aos 14 anos, "Viagem", em parceria com [[João de Aquino]]. Quatro anos depois, começou a destacar-se como letrista, estabelecendo parcerias com [[Baden Powell de Aquino|Baden Powell]], principalmente na voz de [[Elis Regina]] - como sua primeira canção registrada, "Lapinha".<ref name=em/>
Foi vencedor do I Festival da OTI 1972, realizado em Madrid, com a canção "Diálogo", composição com Baden Powell. Outros intérpretes foram [[Elizeth Cardoso]],<ref>{{citar web|url=http://www.brasilianas.org/node/233449|titulo=Baden Powell e Elizeth Cardoso|acessodata=15 de outubro de 2010}}{{Ligação inativa|1={{subst:DATA}} }}</ref> [[Simone]] e [[Clara Nunes]], com quem foi casado de 1975 até a morte desta em [[1983]], e os conjuntos [[MPB-4]] e [[Quarteto em Cy]].<ref>{{citar web|url=http://www.brasilianas.org/node/282943|titulo=Baden e Paulo César Pinheiro|acessodata=28 de novembro de 2010}}{{Ligação inativa|1={{subst:DATA}} }}</ref> Em 2002, foi premiado, juntamente com [[Dori Caymmi]], com um [[Grammy Latino]] na categoria de "Melhor Canção Brasileira".<ref>{{Citar web |url=http://www.wireimage.com/GalleryListing.asp?navtyp=gls====&evntI=192&PageNum=1 |titulo=Cópia arquivada |acessodata=2008-06-17 |arquivourl=https://web.archive.org/web/20040329051748/http://www.wireimage.com/GalleryListing.asp?navtyp=gls====&evntI=192&PageNum=1 |arquivodata=2004-03-29 |urlmorta=yes }}</ref> No ano seguinte ganhou o [[Prêmio Shell]] pelo [[Compact Disc|CD]] ''O Lamento do Samba''.<ref>{{citar web|url=http://www.consciencia.net/2004/mes/03/pcp.html|titulo=Paulo César Pinheiro: o lamento do samba|acessodata=15 de outubro de 2010|autor = RIBEIRO, Bruno|data=|publicado=|língua=}}</ref>
Em 1985 casou-se com a musicista [[Luciana Rabello]], tornando-se seu parceiro em diversas composições. Este casamento lhe deu dois filhos, [[Ana Rabello Pinheiro]] e [[Julião Rabello Pinheiro]], ambos músicos e parceiros do poeta.
