Родился в Германии в семье мелкого торговца. Унаследовав от дяди баронский титул и крупное состояние, Гольбах обосновался в Париже и посвятил свою жизнь философии и науке. Его дом стал одним из виднейших во Франции салонов, который регулярно посещался просветительски настроенными философами и учеными. Салон Гольбаха также был основным местом встречи энциклопедистов. Его посещали Дидро, Д'Аламбер, Бюффон, Гельвеций, Руссо и др. Гостями Гольбаха также бывали английские ученые и философы Адам Смит, Дэвид Юм, Эдуард Гиббон и др.
Гольбах внес значительный вклад в Энциклопедию. Его перу принадлежат многие статьи по вопросам политики, религии, естествознанию, общественной морали и др.
Гольбах широко известен как автор многочисленных атеистических произведений, в которых он в простой и логичной форме, часто с юмором, критиковал как религию вообще, так и служителей культов. Эти книги, прежде всего, были направлены против христианства, в частности, против Римско-католической церкви. Первым антирелигиозным сочинением Гольбаха стало «Разоблаченное христианство», за ним последовали «Карманное богословие», «Священная зараза», «Письма к Евгении», «Галерея святых», «Здравый смысл» и др.