Juega como delantero centro y su actual equipo es el Club Alianza Lima de la Liga 1 del Perú.

En 2018, fichó por el S. C. Internacional y debutaría varios meses después debido a una sanción antidopaje que le impedía jugar.

En 2023 tras una grave lesión y una corta permanencia en Racing Club, ficha por LDU de Quito campeonando en la Copa Sudamericana 2023.

[20]​ A nivel de categorías inferiores obtuvo el primer lugar en los Juegos Bolivarianos Sub-18 del 2001.

[31]​ Paolo Guerrero Gonzales inició, su carrera en el fútbol en las divisiones menores del Alianza Lima,[32]​[33]​ club al cual llegó en 1991 a los siete años de edad, esto hizo posible que realice toda su etapa formativa en las divisiones menores del club blanquiazul.

Con la camiseta 22 pudo hacer su debut con la blanquiazul en Matute, pero se quedó en banca en el triunfo por 3-1 ante Melgar.

[45]​ En la clasificación para la Copa de la UEFA, competencia en la que jugó nueve partidos, marcó cinco goles y recibió tres asistencias.

[46]​ Esta victoria les aseguró el cuarto lugar y un cupo para la Copa de la UEFA la próxima temporada.

[42]​ En la fecha 24 de la Bundesliga 2011-12, Guerrero le propinó una patada descomunal al portero del Stuttgart, Sven Ulreich.

[42]​ El delantero corrió hasta la posición que se encontraba el arquero —esquina del córner— y, cuando este se encontraba de espaldas, le propinó un “planchazo” con los estoperoles en alto que le costó la expulsión inmediata.

[54]​ En la 26.ª ronda del Brasileirao, jugó contra Botafogo y anotó su primer gol para el equipo.

El ‘Timao’ logró romper con la racha del Santos F. C. que buscaba consagrarse por cuarto año consecutivo.

Durante la campaña victoriosa del Corinthians, 'Guerrero' marcó ocho goles y fue quién más anotó para el equipo mazaquiño, quien fue campeón.

La portada lo presentaba como un guerrero recién salido de la batalla, con sangre en las piernas y con una bandera del Corinthians.

Posteriormente, pasaría a las filas del Flamengo terminada su participación en la Copa América 2015 con la selección peruana.

En la cuarta fecha Guerrero anotaría el primer gol del Flamengo para la victoria 2-1 frente al clásico rival Botafogo.

Su debut se daría recién 10 días después, donde ingresó en la derrota de Avaí por 3 -1 contra América Mineiro.

Debido a su avanzada edad y su bajo rendimiento en los últimos años, la Academia le hizo un contrato por productividad.

Así, dejó atrás su sequía goleadora de 21 partidos consecutivos o 1 año y medio sin anotar gol alguno.

Se convirtió así, en el primer peruano en la historia en ganar la Copa Sudamericana con un club extranjero.

Aunque en un principio se sospechaba que todo sería una estrategia de Guerrero para firmar por Alianza Lima, por ello la directiva del club le dio un plazo para resolver el contrato hasta el martes 20 de febrero.

En la primera fecha del torneo clausura, Paolo se negó a jugar contra Alianza Lima, indicando que tenía un acuerdo previo con Ríchard Acuña para su desvinculación.

[82]​[83]​ Finalmente el club perdería la categoría, con lo que Paolo Guerrero sube a 2 su cantidad de descensos como profesional.

[102]​ Sus cinco goles lo convirtieron en el máximo goleador de la Copa América, distinción que ningún futbolista Peruano lograba obtener desde hace 72 años.

En la Copa América Chile 2015 destacó como uno de los pilares del combinado peruano, junto a Jefferson Farfán y Carlos Augusto Zambrano.

El primero gol del partido lo anotó James Rodríguez al minuto 55, dándole ventaja a Colombia sobre Perú con un 1-0 temporal y dejaba afuera a Perú del Mundial, pero a los 75 minutos, Paolo Guerrero ejecutó mal un tiro libre indirecto que acabó en autogol gracias al arquero David Ospina, quien tocó el balón antes de que entrara al arco de Colombia.

Con estos resultados la selección peruana clasificaría a los cuartos de final como el mejor tercero.

Tras no ser convocado para los 4 primeros partidos de el 2024, volvió ante Chile, donde casi marca 5 goles y Argentina donde perdió 1-0.

En esta visita, que realizó en julio de 2011, después de la Copa América, Paolo regaló pelotas autografiadas y le dejó el siguiente mensaje a los niños: "Con diligencia y perseverancia se puede hacer mucho".

[232]​ Paolo Guerrero también es un gran aficionado a la hípica e incluso tiene sus propios caballos en el Hipódromo de Monterrico.