Pablo Palazuelo wurde 1916 in Madrid geboren. Er studierte Architektur sowohl in Madrid als auch am Royal Institute of British Architects in Oxford. Ab 1939 widmete er sich der Malerei. Seine ersten abstrakten Zeichnungen, die stark von Paul Klees Werken beeinflusst sind und zwischen 1947 und 1948 datiert wurden, wurden in mehreren Gedichtzeitschriften veröffentlicht. Diese frühen abstrakten Arbeiten sind das Ergebnis einer ständigen Suche nach den geometrischen Strukturen und ihren mathematischen Proportionen.

Dank eines Stipendiums des französischen Instituts zieht Palazuelo 1948 in den spanischen Pavillon der Cité Universitaire von Paris, wo er Eduardo Chillida kennenlernte. Während eines Lithografiekurses trifft Palazuelo den Kurator des Nationalen Museums für moderne Kunst in Paris, Bernard Dorival, der ihn einlädt, am Mai-Salon dieses Jahres teilzunehmen. Dort lernte er die Ehe von Maeght kennen, die von Palazuelo-Gemälden bewundert wurde, und lud ihn 1950 ein, an einer Ausstellung in ihrer berühmten Galerie teilzunehmen. Palazuelo wird dort 1955 auch seine erste Einzelausstellung veranstalten.

1969 kehrte er nach Spanien zurück und zieht nach Jahren in Cáceres, wo Palazuelo die Monroy-Serie kreiert (in der er die Parallelität von grafischen Zeichen und Musik anhand eines geometrischen Codes untersucht), definitiv in seine Heimatstadt, in der er bis zu seinem Tod lebte in 2007.

Palazuelos Karriere wurde 1982 mit der Goldmedaille der Schönen Künste und 2004 vom spanischen Kulturministerium mit dem Velázquez-Preis ausgezeichnet.