En 1875, obtuvo su grado en ciencia, por la Universidad de París IV Sorbona defendiendo una tesis sobre decápodos bajo la supervisión doctoral de Henri Milne-Edwards (1800–1885).
Por 25 años, fue profesor en la École pratique des hautes études, siendo el sucesor de Émile Blanchard (1819–1900) en el Instituto Nacional Agronómico.
Durante su carrera, describió numerosos taxones zoológicos, y realizó extensas investigaciones en los campos de la acuicultura, apicultura, sericultura y ganadería.
[2] Una especie de lagarto, Paracontias brocchii, se nombró con su epónimo.
[4] La abreviatura Brocchi se emplea para indicar a Paul Brocchi como autoridad en la descripción y taxonomía en zoología.