Его дебютный роман, детектив «Squeeze Play», был издан под псевдонимом Пол Бенджамин. В середине 80-х Остер обратил на себя внимание критиков «Нью-йоркской трилогией» («New York Trilogy»), тремя постмодернистскими и экспериментальными детективными романами — «City of Glass» (Стеклянный город, 1985), «Ghosts» (1986) и «The Locked Room» (1986). Эти книги не являются обычными детективами, организованными вокруг некой загадки и ряда ключей к ней. Скорее писатель просто использует форму детектива, чтобы затронуть экзистенциальные проблемы и вопросы тождественности личности, создавая в процессе этого свою собственную постмодернистскую форму. Поиск собственной личности и значения красной нитью проходит через все поздние публикации Остера. В 1987 у Остера вышла книга «In The Country of Last Things». Следом появились романы «Храм Луны» («Moon Palace», 1989) и «Левиафан» («Leviathan», 1992), главные герои которых одержимы желанием летописать жизни других людей. Книга «The Invention of Solitude» (1982) посвящена воспоминаниям Остера о смерти отца и размышлениям о писательском творчестве. У него выходили и другие автобиографические книги — «The Red Notebook» и «Hand To Mouth» (в качестве приложения в последнюю был включен роман «Squeeze Play»). Также у Остера были изданы книги стихов «Unearth» (1974) и «Wall Writing» (1976), сборники эссе «White Spaces» (1980) и «The Art of Hunger: Essays, Prefaces, Interviews» (1982). В числе других романов — «Музыка азарта» («The Music of Chance», 1990; экранизирован), «Мистер Вертиго» («Mr Vertigo», 1994), «Тимбукту» («Timbuktu», 1999), «Книга иллюзий» («The Book of Illusions», 2002), «Ночь оракула» («Oracle Night», 2003).
Из рецензии Аарона Хьюджеса на один из романов Остера: «Граница между мэйнстримом и фэнтези становится безнадежно размытой. Действие романов многих авторов фэнтези происходит в наши дни, причем зачастую фэнтезийных элементов в их произведениях очень мало. В то же самое время, все больше и больше авторов мэйнстрима вводят в свои произведения оттенок фантастики. Действие нового романа Пола Остера, «Ночь оракула», например, происходит в наше время, хотя события, описываемые в книге, в реальном мире невозможны. То, отнесете ли вы эту книгу к фэнтези, зависит от вашего прочтения этих событий. В моей трактовке... книга не относится к настоящей фэнтези, но вы можете посчитать иначе. В любом случае, роман будет интересен читателям фэнтези как пример продолжающегося перекрестного опыления мейнстрима и фэнтези.»
Также Пол Остер является составителем антологий — «True Tales of American Life» (2001) и «Book of Twentieth-Century French Poetry» (1982).
Он переводил на английский язык произведения таких авторов как Жоан Миро, Жак Дюпен, Жан-Поль Сартр, Стефан Малларме, Жозеф Жубер, Жан Шесно и Морис Бланшо.
Кроме того Остер написал сценарии к двум фильмам Уэйна Вонга — «Дым» («Smoke», 1995) и «С унынием в лице» («Blue in the Face», 1995). Также был сценаристом и режиссером фильма «Где ты, Лулу?» («Lulu on the Bridge», 1998), печальной мистерии с Харви Кейтелом и Мирой Сорвино в главных ролях. Вторая работа в качестве сценариста и режиссера — «Внутренняя жизнь Мартина Фроста» («The Inner Life of Martin Frost», 2007). Среди наград писателя — Chevalier de l'Ordre des Arts et des Lettres (1993), Prix Medicis (1993, в категории «зарубежная литература»), награда Американской академии и института искусств и литературы (1990), Премия Медичи (1993), Литературная премия принца Астурийского (2006) и др.
С 1986 по 1990 год Пол Остер преподавал писательское искусство в Принстонском университете.
Женат на писательнице Сири Хустведт. Живет в Бруклине.