Na zijn vertrek uit de Verenigde Staten in het bezit van een bachelor in psychologie en een eerstegraads bevoegdheid in wiskunde, biologie en algemene natuurwetenschappen, werkte Paul als timmerman en kok in Amsterdam. Hij hervatte zijn academische carrière aan de Gemeente Universiteit Amsterdam (tegenwoordig UVA) waar hij afstudeerde als onderwijspsycholoog met de specialisatie tekstkenmerken en leerprocessen. Naar zijn mening was dat een uitstekende achtergrond om bij de afdeling Studie en Onderzoek van Wolters-Noordhoff in Groningen te gaan werken om, zoals hij het zegt, 'kwaliteit hun reclame te maken'.

In 1983 ruilde hij Wolters-Noordhoff (weer in zijn woorden, omdat bij WN 'reclame hun kwaliteit was') voor de Open Universiteit. Hij trad in oktober 1983 in dienst van de 'Stichting Opbouw Open Universiteit'. Na een jaar werd de Stichting opgeheven en de Open Universiteit officieel opgericht (26 september 1984) en werd Kirschner aangesteld bij de toenmalige afdeling Onderwijskunde, binnen de afdeling Cursusontwikkeling waar hij onderwijskundige was voor de leerstofgebieden Technische Wetenschappen en Natuurwetenschappen. Na een aantal jaren vooral aan cursusontwikkeling te hebben gewerkt voelde hij dat hij 'droog liep'; hij paste toe wat hij aan de universiteit had geleerd, maar had geen tijd om nieuwe dingen te lezen en tot nieuwe ideeën te komen. In 1988 begon hij aan een promotieonderzoek over het gebruik van practica in het hoger natuurwetenschappelijke onderwijs met prof. Henk de Wolf en prof. Aad Zuur als zijn promotoren. Dit traject rondde hij af in 3 jaar, 11 maanden en 13 dagen, promoverend op 13 december 1991 in Kasteel Hoensbroek op het onderwerp 'Practicals in higher science education'.

Naast een proefschrift en een aantal artikelen, zorgde zijn onderzoek voor een radicale verandering in de OU-conceptie van practica; de traditionele cursusgebonden practica in de verschillende natuurwetenschappelijke domeinen biologie, scheikunde, natuurkunde werden vervangen door een eerste en een tweede niveau practicum dat gericht was op het verwerven van conceptuele natuurwetenschappelijke onderzoeksvaardigheden.

In de jaren na zijn promotie legde hij zich steeds minder toe op het maken van cursussen en steeds meer op het doen van onderzoek. Dit leverde hem in 1999 een plaats als hoogleraar op aan de Faculteit der Algemene Wetenschappen (Wiskunde en Kunstmatige Intelligentie) aan de Universiteit Maastricht als hoogleraar Contact- en Afstandsonderwijs onder prof. Casper Boon en vervolgens in 2006 een plaats als hoogleraar Onderwijswetenschappen, i.h.b. Onderwijspsychologie en ICT, aan de Universiteit Utrecht waar hij ook voorzitter werd van het onderzoeksprogramma Leren en Interactie. Steeds in combinatie met een parttime aanstelling bij de OU.

Ondanks de uitstapjes, bleef zijn hart vooral bij de OU waar hij in 2008 fulltime terugkeerde, eerst als hoogleraar aan de Netherlands Laboratory for Lifelong Learning (NeLLL), als hoogleraar en voorzitter van het Leren in Interactie programma binnen CELSTEC en vervolgens het Fostering Effective, Efficiënt and Enjoyable Learning programma (FEEEL) binnen het Welten-instituut. In 2015 werd hij benoemd als universiteitshoogleraar. Paul Kirschner blijft met een 0-aanstelling aan de OU verbonden.