La sfârșitul secolului al XIX-lea, comuna era formată din satele Păulești și Găgeni și făcea parte din plasa Filipești a județului Prahova. În comuna cu 1066 de locuitori se afla o școală din 1859, frecventată de 58 de elevi (din care 14 fete) și trei biserici — două în Păulești, din care cea mai recentă data din 1887, și una în Găgeni, datând din 1888. Satul Cocoșești făcea parte pe atunci din comuna Strâmbeni-Blejoi. În perioada interbelică, anuarul Socec menționează în plus două cătune, Dănești și Degerați, precum și apartenența comunei la plasa Ploiești din același județ. În 1931, satul Găgeni a devenit reședința unei comune formate doar din el.

Între 1938 și 1945, comuna l-a avut primar pe reputatul arhitect ploieștean Toma T. Socolescu, în mandatul căruia comuna a cunoscut o pronunțată dezvoltare, cu construcția mai multor clădiri de utilitate publică.

În 1950, comuna Găgeni s-a desființat, iar satul a trecut în subordinea comunei Păulești, arondată raionului Ploiești din regiunea Prahova, iar din 1952 din regiunea Ploiești. Satul Degerați a fost rebotezat în 1964 Păuleștii Noi. În 1968, Păulești a devenit comună suburbană a municipiului Ploiești, având în componență satele Păulești, Găgeni, Cocoșești și Păuleștii Noi, întrucât cătunul Dănești a fost înghițit de satul Păulești. În 1989, noțiunea de comună suburbană a fost desființată, iar comuna Păulești a devenit comună de sine stătătoare subordonată județului Prahova.