Pályafutása kezdetén az impresszionistákhoz tartozott, de - akárcsak Seurat s valamennyire Renoir és Cézanne is hamar felismerte, hogy az impresszionizmus zsákutcába jutott. Ekkor úgy határozott, hogy egyrészt visszatér a forrásokhoz, másrészt pedig szabályokba foglalja ezt a túlzottan ösztönösnek ítélt művészetet. Ő hozta létre a divizionizmus nevű festészeti technikát is, amely csak a három alapszínből visz fel pontokat a vászonra, és ezek kombinációiból alkotja meg a képet. Jómódú kereskedőcsaládban született. Építésznek tanult, de 18 éves korában eldöntötte, hogy festő akar lenni. Delacroix halálának évében született, s nagy csodálatot érzett iránta. 1882-ben kezd festeni Párizsban és Bretagne-ban, az impresszionisták, különösen Monet hatása alatt. 1883-ban beiratkozik a Római díjat nyert Bing szabad akadémiájára, kapcsolatba kerül Tanguy apóval és Henri Riviére-rel. A következő évben részt vesz a Független Művészek társasága megalapításában. Itt állatja ki képeit, s megismerkedik Seurat-val: 1884-ben 1908­tól haláláig ő a Társaság elnöke. 1885-ben találkozik Pissarróval, s bekerül a szimbolista irodalmi körökbe, elsősorban a "Revue Indépendante" körébe (Félix Fénéon, Kahn, Dujardin, Paul Adam). 1886-ban, a nyolcadik és utolsó impresszionista tárlaton "divizionista" és "pointillista" művekkel vesz részt. 1890 körül már csak műteremben fest, felhasználva azt a hatalmas számú rajzot, krokit, akvarellt (ebben a művészeti ágban kivételes jelentőségű műveket alkotott), amelyeket számos utazása során készített: legfontosabb utazásai 1882-től 1884-ig Port-en-Bessinbe, 1887-ben Collioure-ba, 1888-ban Portrieux-be és Anvers-be, 1889-ben Cassisba és újra Anvers-be vezették. 1892-ben felfedezi magá­nak Saint-Tropezt. Ettől kezdve egészen 1911­ig itt tölti az év egy részét, itt találkozik Cross­szal és Van Rysselberghével, akik ezen a vidéken telepedtek le. 1896-ban Hollandiába utazik, 1898-ban és 1899-ben Genovába, Marseille-ba és Párizsba. 1891-től Signac egyre inkább önmagát tekintette a neoimpresszionizmus megtestesítőjének. 1899­ben jelent meg Eugéne Delacroix-tól a neoimpresszionizmusig című könyve, amely az új festészet kartája lett. A IV. fejezetben ezt írja: Általában elismerhetjük, hogy a neoimpresszionista mű harmonikusabb az impresszionista műnél, mert a kontrasztok állandó figyelembevétele révén pontosabb benne a részletek harmóniája, ebből következően pedig az értelmes kompozíció és a színek esztétikai nyelvezete révén olyan össz harmóniát és erkölcsi harmóniát tartalmaz, amelytől az impresszionista mű szándékosan fosztja meg magát. Távol áll tőlem az az elgondolás, hogy összevessem két festőnemzedék érdemeit; az impresszionisták beérkezett mesterek, akiknek diadalmas műve elkészült és érvényre jutott; a neoimpresszionisták még a keresés időszakában vannak s tudják, mennyi tennivalójuk van még hátra. Itt nem a tehetségről, hanem a technikáról van szó, s nem a tisztelet hiánya mondatja velünk ezeknek a mestereknek: a neoimpresszionisták technikája az övékénél jobban biztosítja a fény, a színezés és a harmónia egységét; ugyanígy elmondhattuk volna azt is, hogy Delacroix festményei kevésbé fényesek, mint az impresszionista képek. 1904-ben, 1905-ben és 1908-ban Velencében találjuk; 1906-ban Marseille-ban és Rotterdamban. 1907-ben Konstantinápolyban tartózkodik, ahol számos akvarellt készít, majd ismét Olaszországba, Genovába és Veronába utazik; 1911-ben La Rochelle­ban és Sables-d'Ollonne-ban időzik; 1913-ban több évre Antibes-ban telepszik le; 1919-ben Sallanches-ban él; 1921-ben, majd egészen haláláig Franciaország szinte minden táján dolgozik, Cotentinban, Bretagne-ban, La Rochelle-ban. 1927-ben könyvet ír Jongkindról, amely tartalmaz egy Értekezés az akvarellről című részt is: halálának évében pedig Korzikára utazik, s Barfleurba megy. Fő művei közül említsük meg a Collioure látképét (1887), Félix Fénéon arcképét (1890), a Bárkák a napfényben-t (1891), a Szellő Concarneau-bant (1891), a Marseille-i kikötőt (1897), a Pápák kastélya Avignonban-t (1900), a Velencét (1905), a Konstantinápolyt (1909) és az Antibes, estét (1914). 1900 után festészetében a pointillista festékpöttyök és a szögletes ecsetvonások váltak uralkodóvá. Ebben a stílusban festette le Franciaországnak szinte minden kikötőjét (szenvedélyes vitorlás volt). Végül pedig néhány a számos akvarellje közül - sok közülük még mindig Madame Ginette Signac birtokában: a Boszporusz, Szirt, Párizs a Cité és a Pont Neuf, La Rochelle. Mindegyikben bámulatra méltóak a fények és a csillogó, finom színek. Más műfajokkal is kísérletezett. Rézkarcokat, kőnyomatokat is készített, sok tollrajzot is alkotott kis pontokból. Nagy tisztelője volt Turnernek és Jongkindnek, akiről 1927-ben monográfiát adott ki. Akvarelljei, amelyek frissebbek, meggyőzőbbek és spontánabbak, mint olajképei, e két művész hatásáról tanúskodnak. Haláláig hű maradt a Salon des Indépendants-hoz, a szervezet elnöki tisztét lelkesen és kitartóan látta el.