Sabatier az École Normale Supérieur hallgatója volt, és P. E. Marcellin Berthelot-nál tanult a Collège de France-ban; 1880-ban szerzett doktori fokozatot. Egy évet töltött a Bordeaux-i Egyetemen, majd 1882-ben a Toulouse-i Egyetem munkatársa lett; 1884-ben nevezték ki professzorrá, 1905-ben dékánná, és itt dolgozott nyugdíjba vonulásáig, 1930-ig.
Sabatier különböző felfedezései nyomán
fejlődött ki a margaringyártás, az olajhidrogénezés
és a mesterséges, ipari metanol-előállítás,
valamint számos laboratóriumi szintézis. Sabatier
szinte az összes szerves kémiai katalitikus előállítási
folyamatot megvizsgálta, személyesen végzett el több
száz hidrogénezési és dehidrogénezési
reakciót, és kimutatta, hogy a nikkelen kívül
sok más fém is katalitikus hatású, bár
eredményessége nem éri el a nikkelét. Sabatier
tanulmányozta a katalitikus hidratálást és
dehidratálást (víz bevitelét vegyületekbe
és lehasítását vegyületekből);
vizsgálta, hogy bizonyos reakciókat érdemes-e lejátszatni
és értékelte a különböző katalizátorok
általános aktivitását.