Professor da Escola Superior de Música de Lisboa e da Academia Nacional Superior de Orquestra, que faz parte da Associação Música, Educação e Cultura (AMEC), assim como a Orquestra Metropolitana, Paulo Gaio Lima foi violoncelo solista da OML e fez parte do Quarteto Verdi de Paris e do Artis Trio.

Nascido no Porto, foi aluno de Madalena Sá e Costa, no Conservatório de Música desta cidade, e de Maurice Gendron, no Conservatório Superior de Paris, onde viveu durante sete anos, tendo sido bolseiro da Fundação Calouste Gulbenkian e do Ministério da Cultura.

Em 1987, foi violoncelo-solo convidado da Orquestra Sinfónica do Reno, na Alemanha.

O violoncelista apresentou-se regularmente em festivais de música em Portugal e além-fronteiras, nomeadamente em Bruxelas, no âmbito da Europalia, em Huddersfield, no Reino Unido, no Marais, em Paris, em Nantes e em Uzés, em França, em Turim e Trento, em Itália.

Trabalhou, entre outras, com orquestras de Moscovo, Szeged, Xangai, Porto Alegre, Hannover, Monterrey, Basileia, Varsóvia, Neuss e Istambul.

Colaborou com diversos grupos de música contemporânea, nomeadamente, Alternance, 2E2M, L'Itinéraire, Poikilon, Música Nova e Divertimento di Milano.

De 1992 a 2000, foi violoncelo-solo da Orquestra Metropolitana de Lisboa e, com o violinista Aníbal Lima e o pianista António Rosado, formou o Artis Trio, tendo atuado na Dinamarca, França, Portugal e Itália. Desde 2006, fazia parte do Trio.pt.

Gaio Lima apresentou em primeira audição obras de Pascal Dusapin, no encontro Música 86, em Estrasburgo, o Concerto para violoncelo, de Philippe Hersant, em 1989, em Huddersfield, e "5 Miniaturas", de Carlos Marecos, em 2000, em Cascais.

Gravou em disco Concertos de Luigi Boccherini, trios de Beethoven, com o violinista Geraldo Ribeiro e o pianista Pedro Burmester, obras de Brahms e Schumann, assim como obras do repertório camerístico português.

Foi intérprete de António Pinho Vargas, Cláudio Carneyro e Joly Braga Santos, que gravou para editoras como a antiga EMI e a RCA.

A sua atividade pedagógica expandiu-se igualmente às Universidades de Évora e do Minho e a cursos de aperfeiçoamento em Portugal, Espanha, França, Brasil, Áustria e Estados Unidos da América.