Paul Uhlenhuths foreldre var Carl Christoph Uhlenhuth (født 19. desember 1835 i Paderborn, død 2. april 1910 i Hannover) og hans hustru Elise Wasmus (født 8. september 1841 i Braunschweig, død 23. februar 1925 i Hannover). Han gikk på gymnasium i Magdeburg og Hannover. Han fikk sin medisinske utdannelse 1889–1894 ved Kaiser-Wilhelms-Akademie für das militärärztliche Bildungswesen. I 1893 ble han promovert til dr.med. ved Friedrich-Wilhelms-Universität i Berlin.