Paolo Maria Tonucci nacque a Fano il 4 maggio 1939, da Bruno e Amelia Muratori. Fu il loro primo figlio, seguito poi da Francesco, Giovanni e Marco.
Durante la guerra, al passaggio del fronte, quando la città venne abbandonata, la famiglia sfollò a San Liberio, mentre Bruno restava a lavorare come infermiere nel Seminario Regionale. Quando poi tutti rientrarono in città, negli ultimi mesi della guerra, Paolo, pur avendo solo cinque anni di età, insieme con altri bambini, frequentò privatamente la prima elementare, sotto la guida della maestra Elvira Ascani. Con la pace, la situazione si normalizzò, le scuole furono riaperte, ed egli entrò direttamente in seconda, guadagnando un anno di scuola.
Terminata la prima media, entrò nel Seminario Diocesano di Fano, forzando per questo la volontà dei genitori, che avrebbero preferito che aspettasse ancora qualche anno. Dal Minore passò al Seminario Regionale, dove frequentò il Liceo, la Filosofia e la Teologia. Terminati gli studi fu ordinato sacerdote il 29 giugno 1962, da mons. Costanzo Micci, allora vescovo di Larino.
Per tre anni fu vice parroco delle parrocchia della Cattedrale, collaborando con don Stefano Mariotti. Seguì i settori giovanili dell’Azione Cattolica, animò spiritualmente gruppi sportivi e stabilì con molte persone un’amicizia profonda che continuò fino alla sua morte.

Nel desiderio di servire i più bisognosi, ottenne dal vescovo mons. Vincenzo del Signore, il permesso di partire come missionario per l’America Latina. Fu destinato al Brasile e, dopo un periodo di preparazione, partì dall’Italia il 19 ottobre 1965. Dopo un periodo di inserimento e di studio della lingua portoghese, fu destinato alla parrocchia di Nossa Senhora de Guadalupe, nella città di São Salvador de Bahia. Ci lavorò per quindici anni, insieme a don Renzo Rossi, con il quale era arrivato in Brasile, e poi con don Sergio Merlini e con altri sacerdoti, per lo più provenienti dall’arcidiocesi di Firenze. Nella distribuzione delle responsabilità, Paolo si dedicò soprattutto al quartiere di Fazenda Grande, dove stabilì la propria residenza, in una stanza dietro la cappella. A Fazenda Grande fu raggiunto da Delia Boninsegna di Bolzano, che lo accompagnò per tutta la sua esperienza brasiliana a Camaçari e lo assistette a Fano fino alla morte.

A Fazenda Grande istituì la scuola professionale “Primero de mayo”, per la formazione di giovani tecnici e l’alfabetizzazione degli adulti. Fu fra i fondatori e quindi il responsabile della Commissione Arcidiocesana “Giustizia e Pace”, per lo studio delle situazioni di ingiustizia e la difesa dei diritti umani. 

Nel 1981 lasciò la città di Salvador, si trasferì a quaranta chilometri di distanza nella cittadina di Camaçari, divenendone parroco. La città, in passato luogo di villeggiatura, era diventata un centro industriale per la creazione nella zona di un enorme complesso di trasformazione di prodotti petroliferi. Attirando immigranti dalle zone del Nord-Est del Brasile, che vi confluivano in cerca di lavoro, era cresciuta a dismisura e d era passata in breve dagli originali quindici mila abitanti a oltre centomila. 

Due volte Paolo chiese la cittadinanza brasiliana, prima durante la dittatura militare e poi in tempo di democrazia. Ambedue le volte gli fu negata “per indegnità”, in quanto negli archivi della polizia erano ricordati i suoi interventi in difesa dei senzatetto, proditoriamente sloggiati dalle loro baracche proprio dalle forze dell’ordine.

Il 19 ottobre 1992 il Comune di Fano gli assegnò il premio “Fortuna d’oro”, con la seguente motivazione: “Al missionario Paolo Maria Tonucci, per la sua attività umanitaria e spirituale a favore delle popolazioni povere del lontano Brasile e per aver saputo coraggiosamente lottare contro gli ostacoli e le incomprensioni di una dittatura militare. Lontano dalla sua terra natale ha saputo conservare il vivo ricordo e gli affetti familiari dei tanti suoi amici e coetanei e della propria amata città”. 

Nel mese di agosto 1993 gli fu diagnosticato un tumore al cervello. Tornato in Italia fu sottoposto alle terapie necessarie presso l’Ospedale civile di Fano dove fu assistito in particolare dai suoi amici dottori Giulio Gradoni, Stefano Lombardini e Roberto Ansuini. Tornò in Brasile nella primavera del 1994 e vi restò fin dopo Pasqua. Dovette rientrare urgentemente in Italia, per il rapido sviluppo di un secondo tumore.

Morì alle ore 7 e 55 di domenica 9 ottobre 1994. Fu sepolto a Fano l’11 ottobre seguente.