潘贵玉高中毕业于湖南省安乡县第一中学，1970年毕业于北京师范大学生物化学专业。

1983年至1991年，历任长沙市教育局局长助理、长沙市北区人民政府副区长、长沙市人民政府副市长。

1991年至1993年，任湖南省人民政府省长助理。

1992年，当选为民进湖南省委会主委。

1993年至2001年，任湖南省人民政府副省长。

1997年，当选为民进中央副主席。

2001年起，任国家计生委副主任。

2010年12月，当选中国计划生育协会副会长。