Geboren in Champtercier nahe Digne in der Provence in eine bescheidene ländliche Familie. Sein frühes Lerntalent gewann die Unterstützung örtlicher Geistlicher und führte ihn auf den Weg kirchlicher Bildung und Gelehrsamkeit.

Als Jugendlicher betrieb er unter kirchlicher Förderung intensive Studien in Logik, Philosophie und Theologie. Der scholastische Lehrplan schulte ihn in Aristoteles und schärfte zugleich seinen späteren kritischen Blick auf starre Systeme.

Er erhielt früh eine Lehrstelle an der Universität Aix und hielt Vorlesungen über Rhetorik und die freien Künste. Die Ernennung brachte ihn in die gelehrten Netzwerke der Provence und konfrontierte ihn mit Streitfragen um aristotelische Orthodoxie.

Er wurde zum Priester geweiht und übernahm seelsorgliche Aufgaben, während er seine wissenschaftliche Arbeit fortsetzte. Das Priestertum verankerte seine öffentliche Rolle, doch er pflegte einen Forschungsstil, der Beobachtung und intellektuelle Bescheidenheit betonte.

Nach dem Erwerb des theologischen Doktorgrades lehrte er in Aix Philosophie und wuchs in seiner Unzufriedenheit mit scholastischem Dogmatismus. Seine Vorlesungen betonten zunehmend die Grenzen der Gewissheit und die Notwendigkeit empirischer Fundierung.

Er veröffentlichte die "Exercitationes paradoxicae adversus Aristoteleos", eine kühne Kritik an der verfestigten aristotelischen Philosophie. Das Werk argumentierte, naturkundliches Wissen solle auf Erfahrung und sorgfältiges Denken statt auf überlieferte Autorität gründen.

Als Propst am Dom von Digne gewann er Stabilität und Zeit für Forschung. Von der Provence aus führte er Beobachtungen durch und pflegte Korrespondenzen, die ihn mit der wissenschaftlichen Erneuerung im Umfeld von Galilei und Kepler verbanden.

Mit Keplers Vorhersagen aus den Rudolphinischen Tafeln beobachtete er am 7. November 1631 den Durchgang des Merkur vor der Sonne. Die mit Projektionsmethoden ausgeführte Beobachtung stärkte das Vertrauen in mathematische Astronomie und sorgfältige Instrumentierung.

Als Galilei in Rom verurteilt wurde, plädierte Gassendi für vorsichtige Forschung und maßvolle Behauptungen. Er suchte einen Mittelweg, der kirchliche Autorität respektierte und zugleich die Legitimität beobachtungsbasierter Naturphilosophie bewahrte.

Er schrieb einflussreiche Einwände gegen René Descartes’ "Meditationen" und stellte Behauptungen über angeborene Ideen und absolute Gewissheit in Frage. Descartes’ veröffentlichte Antworten machten ihren Streit zu einer prägenden Episode der frühneuzeitlichen Wissensdebatten.

Er wurde auf den Lehrstuhl für Mathematik am Collège Royal berufen, einer führenden Pariser Institution. Das Amt stellte ihn ins Zentrum des französischen Geisteslebens und unterstützte seine astronomische Lehrtätigkeit.

Er betrieb eine christlich anschlussfähige Rehabilitierung Epikurs und stellte den Atomismus als plausible Naturphilosophie dar, ohne Gottlosigkeit zu befürworten. Seine Gelehrsamkeit verband Philologie und Argumentation und prägte die Lektüre der Antike in der gelehrten Republik.

In Paris bewegte er sich im Netzwerk Marin Mersennes, in dem Experimente und Briefe schnell zirkulierten. Er tauschte sich mit Denkern wie Thomas Hobbes aus und förderte einen praktischen, prüfbaren Zugang zur Naturphilosophie gegenüber metaphysischer Gewissheit.

Sein "Syntagma philosophicum" bündelte Logik, Physik und Ethik zu einer systematischen Alternative zu Scholastik und strengem Cartesianismus. Es verteidigte eine probabilistische, erfahrungsgeleitete Methode und trug dazu bei, empirische Denkgewohnheiten im gelehrten Europa zu verbreiten.

Er schrieb einflussreiche wissenschaftliche Biographien, die Astronomie als menschliches Unternehmen darstellten, geprägt von Institutionen und Streitigkeiten. Seine Darstellung des Nikolaus Kopernikus half, die kopernikanische Wende für Leser und Studenten des 17. Jahrhunderts zu rahmen.

Nach langer Krankheit und intensiver Gelehrtenarbeit starb er in Paris. Freunde und Schüler bewahrten seine Schriften, und seine Verbindung von Atomismus, Glauben und empirischer Vorsicht wirkte weiter in Wissenschaft und Philosophie der Aufklärung.