Poul Henningsen on syntynyt Kööpenhaminassa kuuluisan tanskalaisen näyttelijättären Agnes Henningsenin perheeseen. Hän ei koskaan valmistunut arkkitehdiksi mutta opiskeli teknillisessä koulussa Fredriksbergissä, Tanskassa vuosina 1911 – 1914 ja sen jälkeen teknillisessä opistossa Kööpenhaminassa vuosina 1914 – 1917.
Hän alkoi suunnitella perinteistä funktionalistista arkkitehtuuria mutta vuosien saatossa hänen ammatillinen intohimonsa keskittyi lähinnä valaistukseen, josta hänet parhaiten tunnetaankin. Hän myös laajensi työkenttäänsä mm. kirjoittamiseen harjoittaen sekä toimittajan että kirjailijan ammattia. Lyhyen ajanjakson ajan toisen maailmansodan alussa hän oli johtava arkkitehti Kööpenhaminan tivolissa. Mutta niin monen muun luovan ihmisen tavoin hänet oli pakotettu pakenemaan Tanskasta Saksan miehityksen aikana. Pian hänestä tuli olennainen osa Tanskan taiteilijoiden siirtokuntaa Ruotsissa.
Hänen elinikäinen yhteistyönsä Louis Poulsen Lightingin kanssa alkoi jo vuonna 1925 ja kesti aina hänen kuolemaansa saakka. Tähän päivään asti Louis Poulsen Lighting on hyötynyt hänen neroudestaan. Poul Henningsen oli myös ensimmäinen päätoimittaja yrityksen ”NYT”-nimiselle julkaisulle. Louis Poulsenin silloinen pääjohtaja Sophus Kaastrup-Olsen antoi NYT-lehden lahjaksi Poul Henningsenille koska tämä oli juuri lopettanut työnsä tanskalaisessa sanomalehdessä (hänen mielipiteensä olivat liian radikaaleja).
Poul Henningsenin uraauurtava työ ja tutkimus koskien valon suhdetta rakenteisiin, varjoihin, häikäisyyn ja värintoistoon verrattuna inhimillisiin valon tarpeisiin säilyvät perustana valaistusteorialle, jota Louis Poulsen Lightingissa vaalitaan tänäkin päivänä.