La obra principal de Pauly es la Real-Encyclopädie der classischen Alterthumswissenschaft in alphabetischer Ordnung, que editó a partir de 1837 y que ha llegado a ser conocida con el nombre del autor.

Pauly murió en 1845, antes de poder concluir su trabajo; en los siguientes siete años, se hicieron cargo de él Ernst Christian Walz y Wilhelm Siegmund Teuffel.

Una segunda edición se acometió entre los años 1861 y 1866, pero no llegó a terminarse.

A partir de 1890 Georg Wissowa estuvo al cuidado de una nueva edición, por lo cual la enciclopedia ha llegado a ser conocida como Pauly-Wissowa.

En 1996-2003 se publicó una nueva versión, bajo el título Der neue Pauly, actualizando y reelaborando a fondo la original.