Maldini gia nhập A.C. Milan từ năm 8 tuổi. Ngay lập tức, anh đã chứng minh được tài năng của mình và được các huấn luyện viên tin tưởng thường xuyên đá ở đội trẻ của Milan giai đoạn 1977-1984. Anh là đội trưởng đội trẻ Milan giai đoạn 1982-1984.

Trận đấu đầu tiên của Maldini tại Serie A là vào ngày 20 tháng 1 năm 1985 đấu với Udinese Calcio.[1] Từ đó đến nay anh có một sự nghiệp sáng chói, dành nhiều thành tích với câu lạc bộ Milan. Maldini là cầu thủ của đội hình "trong mơ" không thể bị đánh bại của A.C. Milan cuối thập kỷ 1980 đầu thập kỷ 1990 (cùng với Giovanni Galli, Mauro Tassotti, Franco Baresi, Alessandro Costacurta, Frank Rijkaard, Carlo Ancelotti, Angelo Colombo, Roberto Donadoni, Ruud Gullit và Marco Van Basten).

Ngày 20 tháng 1 năm 1986, Silvio Berlusconi, một doanh nhân trẻ tuổi và tài năng, người mà sau này đã làm Thủ tướng Ý. Ông quyết định mua lại A.C. Milan lúc đó đang ngập trong nợ nần và đứng trước nguy cơ phá sản. Đó là bước ngoặt trong lịch sử câu lạc bộ. Thành công của "triều đại Berlusconi" gắn liền với sự nghiệp của chính Paolo Maldini.

Ban đầu Maldini được giao chiếc áo số 26 của Milan. Từ mùa giải 1986-1987, anh được giao chiếc áo số 3 cho vị trí hậu vệ trái và là số áo đấu theo anh cho tới hết sự nghiệp tại CLB. Hiện tại số áo 3 của Maldini đã trở thành số áo bất tử của CLB.

Maldini có được danh hiệu Scudetto ngay trong mùa giải 1987-1988. Anh giành chiếc cúp C1 đầu tiên tại sân Nou Camp năm 1989, sau khi đánh bại Steaua Bucureşti với tỷ số 4-0.

Từ năm 1997, Maldini đã được đeo băng đội trưởng của Milan, sau khi một huyền thoại khác của đội bóng là Franco Baresi giải nghệ. Thế hệ của Maldini là thế hệ thành công rực rỡ nhất trong lịch sử của A.C. Milan. Kể từ khi Maldini gia nhập đội hình chính thức của Milan vào năm 1984, A.C. Milan đã giành thêm được 7 Scudetto (trên tổng số 18 Scudetto của CLB), 1 Cúp quốc gia Ý, kỉ lục giành 5 Siêu cúp Quốc gia Italia (Inter Milan san bằng kỉ lục vào năm 2010), 5 Cúp C1/UEFA Champions League (trên tổng số 7 chiếc Cúp của CLB) cùng với đó là 5 Siêu cúp châu Âu, góp phần đưa Milan trở thành một trong những CLB vĩ đại nhất thế giới.

Maldini cũng thiết lập thành tích mới tại chung kết UEFA Champions League 2005 khi có bàn thắng chỉ sau 51 giây trong trận đấu với Liverpool tại Istanbul và là cầu thủ lớn tuổi nhất ghi được bàn thắng trong một trận chung kết Champions League. Anh đã san bằng kỉ lục 8 lần tham dự trận chung kết cúp C1 của huyền thoại Real Madrid là Francisco Gento. Maldini vào chung kết các năm các năm 1989, 1990, 1993, 1994, 1995, 2003, 2005 và 2007. Trong 8 trận chung kết đó Maldini giành được 5 chiếc cúp và kém kỉ lục của huyền thoại Gento 1 chiếc cúp.

Maldini đã phá vỡ thành tích của Dino Zoff về số lần thi đấu tại Serie A, với lần thi đấu thứ 571 trong trận đấu với Treviso F.B.C.. Anh cũng chơi trận đấu thứ 800 của mình tại tất cả trận đấu cho A.C. Milan. Tháng 11 năm 2005, anh thông báo kế hoạch giã từ sự nghiệp thi đấu bóng đá chuyên nghiệp của mình sau khi kết thúc mùa giải 2006-2007, tuy nhiên anh có thể quyết định lại nếu anh vẫn duy trì được phong độ của mình. Hợp đồng của anh với Milan kết thúc năm 2008.

Cuối mùa bóng 2007-2008, một mùa bóng bê bết của A.C. Milan, trái với những phát biểu ban đầu của Maldini và dự đoán của báo giới, anh đã ký tiếp 1 hợp đồng với đội bóng sọc đỏ đen đến năm 2009 (41 tuổi).[2]

Ngày 24 tháng 5 năm 2009, Paolo Maldini nói lời chia tay với cổ động viên ở sân San Siro của A.C. Milan sau khi đội bóng thua A.S.Roma 2-3. Ngày 31 tháng 5 năm 2009, Maldini chính thức tuyên bố giải nghệ sau khi A.C. Milan giành chiến thắng 2-0 ngay tại sân Artemio Franchi của ACF Fiorentina. Màn chia tay của Maldini nhận được sự ngưỡng mộ cùng rất nhiều tiếng vỗ tay từ khắp nơi trên khán đài.