Родился в селе Милтон-Брайент близ Вобэрна (графство Бедфордшир) 3 августа 1801 в семье фермера. Находясь на службе герцога Девонширского, работал садовником в Чизике (ныне в черте Лондона), а с 1826 в Четуорте (Дербишир).
К 1831 разработал новаторские конструкции парниковых крыш (из дерева и стекла), позволяющие перекрывать большие пространства, причем для изготовления деревянных деталей изобрел специальные станки. Затем усовершенствовал эту систему, дополнив ее железными балками и столбами, в результате чего впервые в истории возникла легкая и прозрачная стеклометаллическая структура, позволяющая быстро возводить весьма крупные сооружения из готовых строительных блоков. Опробовал свое изобретение при постройке оранжереи (18361840) и «дома лилий» (18491850; оба сооружения в Четуорте), последний был создан для редкого экземпляра цветка Victoria regia.
В 1850 победил в конкурсе проектов первой Всемирной выставки, устроенной по инициативе принца Альберта, супруга королевы Виктории, с целью «объединения человечества». Хрустальный дворец (в Гайд-парке), ступенчато-трехъярусный снаружи, поражал своими масштабами и был на тот момент самым большим зданием в новой истории. Это впечатление было особенно сильным внутри, в едином и грандиозном пространстве интерьера, озаренного невиданно-ярким благодаря превращению стен в сплошные окна естественным светом; в сочетании с оранжерейной растительностью экспонаты рождали образ «земного рая». Дворец работы Пакстона стал международной сенсацией, вызвав восторженные отзывы даже таких консервативных ценителей, как Дж.Рёскин и А.С.Хомяков. В 1851 зодчему-садовнику было пожаловано рыцарское звание, а в 1854 он был избран в парламент. Хрустальный же дворец (обязанный своим именем журналу «Панч») в 18521854 разобрали и переместили из Гайд-парка в Сиднем на юге Лондона, где он простоял до пожара 1936.
Пакстон создал и несколько более традиционных, кирпичных зданий в историко-романтическом духе (поместье Ментмор в Бекингемшире, 18521854; и др.). Во время обсуждения вопроса о строительстве метрополитена выдвинул (в 1854) альтернативный проект «Великого викторианского пути» комплекса железнодорожных путей и торговых галерей с искусственным климатом, которые окружили бы Лондон стеклянным кольцом, но проект не был принят.
Умер Пакстон в Сиднеме 8 июня 1865.
См. также ЛОНДОН; ХРУСТАЛЬНЫЙ ДВОРЕЦ.