Nacido en Montreal y adoptado de niño, Bley se convirtió en un prodigio musical. Cuando era adolescente creó un taller de jazz en la ciudad que contó entre sus participantes a la leyenda del saxofón Charlie Parker.
Su álbum debut, Introducing Paul Bley (1953), constaba de una banda con dos artistas de jazz que serían pronto aclamados, el bajista Charles Mingus y el baterista Art Blakey.
Bley se mudó a Los Ángeles en 1957 y contrató a músicos jóvenes para su banda, entre ellos el saxofonista Ornette Coleman, quien sacudiría el mundo de la música con su expresivo jazz libre.
Bley también se alejó de las estructuras formales del bop jazz y, a fines de los años 1960, se aventuró más lejos en busca de las nuevas posibilidades de los instrumentos musicales eléctricos.
Así, se apropió del piano eléctrico y de los sintetizadores Moog y ARP, que luego se pondrían de moda en los géneros de la electrónica y el rock progresivo.
El 26 de diciembre de 1969 se convirtió en el primer artista en llevar un sintetizador portátil Moog al Lincoln Center de la Filarmónica de Nueva York, lo que marcó la aceptación de los instrumentos eléctricos por el gran público.
“Los sintetizadores tienen un rango ilimitado: más alto y más bajo de lo que el oído humano puede escuchar. Con pulsar una tecla se pueden desatar muchas cosas”, dijo Bley en una entrevista que dio el año pasado al bloguero brasileño Astronauta Pinguim.
Al término de su carrera de seis décadas, ensañaba en el Conservatorio de Música de New England. Lanzó su último álbum de estudio, About Time, en 2008.