Paolo Nicolai è nato il 6 agosto 1988 a Ortona. Ha iniziato con la pallavolo; poi, ancora minorenne, si è dato al beach volley. E’ stato campione del mondo under 21 nel 2007 e nel 2008 in coppia con Giontella. Nel gennaio 2009 viene ufficializzata la fine dell'avventura con Giontella. Paolo viene affiancato a Matteo Varnier. Al primo anno insieme i due azzurri sono campioni d'Italia e raggiungono risultati di rilievo nei circuiti internazionali, come il quinto posto nel Grand Slam di Roma. Durante la stagione 2011,in seguito all'infortunio di Matteo Varnier,Paolo viene affiancato al giovane Daniele Lupo. E’ l’inizio dell’ascesa della coppia che arriva a Londra 2012, piazzandosi al 5° posto. Nel 2014 vince per la prima volta nella storia del beachvolley italiano la medaglia d'oro all'Open di Fuzhou, al Grand Slam di Shanghai e vince il titolo Europeo, bissato nel 2016. A Rio de Janeiro ad agosto la medaglia d’argento alle olimpiadi.