Tėvai: Feliksas Paulauskas (1899–1985) iš Darbėnų (Kretingos r.) – mokyklos ūkvedys ir Ona Paulauskienė (1903–1980) iš Nausėdų (Kretingos r.) – darbininkė. Buvo jauniausias keturių vaikų šeimoje. Broliai: Emanuelis Paulauskas (1932–2012) – sportininkas disko metikas, sporto organizatorius treneris, Edmundas Paulauskas – sportininkas krepšininkas, sesuo Elvyra Paulauskaitė-Barilkienė (g. 1933 m.) – sportininkė tinklininkė.

Kūdikystę praleido Nausėduose, nuo 1946 m. augo Klaipėdoje. 1952–1956 m. mokėsi Klaipėdos 1-ojoje vidurinėje mokykloje (dabar – Klaipėdos Vytauto Didžiojo gimanazija), 1956–1962 m. mokslą tęsė Klaipėdos sporto mokykloje-internate, kur jo pirmasis krepšinio mokytojas buvo Algirdas Kazilionis. 1962–1963 m. baigė Klaipėdos 1-ąją vidurinę mokyklą. Mokykliniais metais aktyviai sportavo: žaidė ne tik krepšinį, bet ir futbolą, tinklinį, buvo lengvaatletis – šuolininkas į aukštį.

1960–1963 m. M. Paulauskas treniravosi ir žaidė su Klaipėdos jaunių ir vyrų "Maisto" krepšinio komandomis, kurias treniravo Vladas Knašius. Su Klaipėdos jaunių rinktine jis tapo Lietuvos jaunių krepšinio čempionu.

1965–1971 m. jis studijavo Lietuvos kūno kultūros institute Kaune.

1964–1977 m. M. Paulauskas buvo Kauno sporto draugijos "Žalgiris" sporto instruktorius.

Nuo jaunystės M. Paulauskas buvo sportininkas krepšininkas, yra vienas labiausiai tituluotų XX a. Lietuvos krepšininkų. Jis žaidė lengvojo krašto puolėjo arba gynėjo pozicijoje, dažniausiai vilkėdamas marškinėlius, paženklintus 5-uoju numeriu.

1962–1976 m. jis buvo Kauno "Žalgirio" vyrų krepšinio komandos žaidėjas. Su šia komanda jis keturis kartus buvo Lietuvos čempionas (1962, 1968, 1968 ir 1974 m.), dukart iškovojo SSRS čempionatų bronzos medalius (1971 ir 1973 m.). 1962–1975 m. M. Paulauskas žaidė ir Lietuvos vyrų krepšinio rinktinėje (54 rungtynės – 736 taškai).

1963–1965 m. jis žaidė SSRS jaunių krepšinio rinktinėje, buvo jos kapitonas. Su šia rinktine 1964 m. Neapolyje (Italija) tapo Europos jaunių krepšinio čempionu, buvo rezultatyviausias čempionato žaidėjas.

1964–1974 m. M. Paulauskas žaidė SSRS vyrų krepšinio rinktinėje (180 rungtynių – 2357 taškai), ilgą laiką buvo šios komandos kapitonas, pelnė gausią medalių kolekciją. Tą dešimtmetį jis buvo daugelio tarptautautinių krepšinio varžybų prizininkas ir nugalėtojas.

M. Paulausko sportiniai laimėjimai, žaidžiant SSRS vyrų krepšinio rinktinėje:

1965 m. – XIV Europos krepšinio čempionato (Maskva, Rusija, ir Tbilisis, Gruzija, tuo metu – SSRS) aukso medalis ir naudingiausio čempionato žaidėjo titulas.

1967 m. – V pasaulio krepšinio čempionato (Montevidėjus, Urugvajus) aukso medalis, XV Europos krepšinio čempionato (Helsinkis  ir Tamperė, Suomija) aukso medalis.

1968 m. – XIX vasaros olimpinių žaidynių Meksike (Meksika) bronzos medalis.

1969 m. – XVI Europos krepšinio čempionato (Neapolis ir Kazerta, Italija) aukso medalis.

1970 m. – VI pasaulio krepšinio čempionato (Liubliana, Slovėnija, tuo metu – Jugoslavija) bronzos medalis.

1971 m. – XVII Europos krepšinio čempionato (Esenas ir Bėblingenas, Vokietija) aukso medalis.

1972 m. – XX vasaros olimpinių žaidynių Miunchene (Vokietija) aukso medalis.

1973 m. – XVIII Europos krepšinio čempionato (Badalona ir Barselona, Ispanija) bronzos medalis.

1974 m. – VII pasaulio krepšinio čempionato (Kaguasas, San Chuanas ir Ponsė, Puerto Rikas) aukso medalis.

Baigęs krepšininko karjerą, 1977–1982 m. M. Paulauskas buvo SSRS jaunučių krepšinio rinktinės treneris, 1989–1990 m. – SSRS jaunių krepšinio rinktinės treneris. vėliau treniravo Angolos jaunių rinktinę, Lietuvos jaunimo rinktinę.

1977–1991 m. jis dirbo Kauno politechnikos instituto (dabar – Kauno technologijos universitetas) Fizinio auklėjimo katedroje, 1977–1988 m. buvo dėstytojas, 1988–1991 m. – docentas.

1989–1992 m. jis dirbo Kauno "Žalgirio" vyrų krepšinio komandos treneriu, buvo ir "Žalgirio" dublerių komandos treneris.

1994–2012 m. M. Paulauskas dirbo krepšinio treneriu pagal kontraktus.

1994–1997 m. jis buvo Joniškio "Žiemgalos" vyrų krepšinio komandos treneris, išvedęs šią Lietuvos krepšinio "A" lygos komandą iš autsaiderių į lyderius.

Dėl šios sėkmės jis buvo pakviestas dirbti į Vilnių ir 1997–1998 m. nepilną sezoną buvo Lietuvos krepšinio lygoje rungtyniavusios Vilniaus „Statybos-Lietuvos ryto“ vyrų krepšinio komandos treneris. 1997–1998 m. jis buvo ir Lietuvos jaunimo rinktinės vyriausiasis treneris.

1998–2004 m. M. Paulauskas gyveno ir dirbo Anykščiuose.

1998–2001 m. jis buvo Anykščių sporto mokyklos direktorius – paskutinis šios mokyklos vadovas iki jos pertvarkymo į Kūno kultūros ir sporto centrą. 2001–2004 m. jis dirbo Anykščių kūno kultūros ir sporto centre krepšinio treneriu, nuo 1999 m. buvo krepšinio treneris ekspertas.

1998–2005 m. M. Paulauskas buvo Anykščių vyrų krepšinio komandos "Puntukas-Jarimpeksas" vyriausiasis treneris. 2002–2004 m. jis dirbo Anykščių pramogų ir sporto komplekso "Mindaugo karūna" renginių organizatoriumi.

Nuo 2004 m. iki šiol jis gyvena Šakių rajone, Šakiuose ir Slavikų kaime. Jis dirbo Šakių "Aukuro" pagrindinėje mokykloje fizinio lavinimo mokytoju ir krepšinio treneriu. 2005–2012 m. jis buvo Šakių krepšinio klubo "Zanavykas" vyrų krepšinio komandos, rungtyniavusios Regionų krepšinio lygoje, kūrėjas ir treneris, su šia komanda laimėjo lygos sidabro (2009 m.) ir bronzos (2007 ir 2012 m.) medalius. Jam skatinant, Šakiuose buvo pastatyta ir įrengta nauja sporto arena.

Jis yra krepšinio treneris ekspertas, Lietuvos krepšinio federacijos Trenerių tarybos narys, metodinių priemonių apie krepšinį autorius.

Jis dalyvavo krepšinio veteranų turnyruose, 1995 m. žaidė pasaulio krepšinio veteranų čempionate Kosta Rikoje.

M. Paulauskas kartu su legendiniu krepšinio treneriu Vladu Garastu ir krepšininke Angele Rupšiene ir įsteigė Krepšinio paramos ir vystymo fondą (2014 m.).

M. Paulauskas septynis kartus (1965, 1966, 1967, 1969, 1970, 1971 ir 1972 m.) buvo išrinktas geriausiu Lietuvos sportininku. 1991 m. M. Paulauskas buvo išrinktas tarp 50 geriausių FIBA pasaulio žaidėjų.

Nuo 2009 m. jis yra pirmasis Kauno "Žalgirio" Garbės narių klubo prezidentas. Jo 5-uoju numeriu paženklinti marškinėliai simboliškai iškelti Kauno "Žalgirio" krepšinio arenoje (2015 m. kovo 25 d.).

M. Paulauskas yra Lietuvos didžiojo kunigaikščio Gedimino 3-ojo laipsnio ordino – Komandoro kryžiaus kavalierius (1995 m.).

Jam buvo suteikti SSRS nusipelniusio sporto meistro (1967 m.), SSRS nusipelniusio kūno kultūros ir sporto darbuotojo (1977 m.) ir Lietuvos SSR nusipelniusio trenerio (1982 m.) garbės vardai.

Už nuopelnus sportui jis buvo apdovanotas Lietuvos tautinio olimpinio komiteto Garbės ženklu (1995 m.) ir Olimpine žvaigžde (2005 m.), Lietuvos  kūno kultūros ir sporto departamento 1-ojo laipsnio ordinu "Už nuopelnus Lietuvos sportui" su grandine (2005 m.) bei šio departamento Sporto garbės žvaigžde (2015 m.). Metų sportininkų apdovanojimuose jam skirtas prizas už viso gyvenimo nuopelnus Lietuvos sportui (2016 m.).

Jis apdovanotas Kauno miesto savivaldybės 1-ojo laipsnio "Santakos" garbės ženklu "Už nuopelnus Kauno miestui" (2015 m.). Lietuvos sporto universitetas jam suteikė šio universiteto garbės daktaro laipsnį (2019 m.). Jam suteikti Kauno miesto (2020 m.) ir Klaipėdos miesto (2021 m.) Garbės piliečio vardai.

Išleista Vytauto Žemaičio biografinė apybraiža "Krepšininkas Modestas Paulauskas" (1978 m.).

Vedė 1967 m., išsiskyrė apie 1990 m. Sūnus Nerijus Paulauskas (g. 1968 m.).

Vėl vedė, žmona Janina Paulauskienė (g. 1955 m.). Vaikai: Žygimantas Paulauskas (1993–2011) ir Modestas Paulauskas (g. 1997 m.). Užaugino žmonos vaikus iš jos ankstesnės santuokos Ramunę ir Mindaugą.