Γεννήθηκε στις 6 Δεκεμβρίου 1944 στην Ιθάκη, όπου τελείωσε το λύκειο. Σπούδασε Ψυχολογία στο Πανεπιστήμιο Berkeley της Καλιφόρνιας και πήρε το διδακτορικό του από το Πανεπιστήμιο McGill του Καναδά. Ακολούθησαν έρευνες στα Πανεπιστήμια Yale, Cambridge και Oxford. Από το 1973 είναι Καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Νew South Wales στο Σίδνεϊ και στο Neuroscience Research Australia. Διετέλεσε Πρόεδρος του Australian Neuroscience Society και του IBRO World Congress of Neuroscience. Έλαβε το βραβείο Humboldt της Γερμανίας. Αναγορεύτηκε Επίτιμος Διδάκτορας του Πανεπιστημίου Αθηνών το 2008. Το 2011 έγινε Επίτιμος Πρόεδρος του Τμήματος Ψυχολογίας του City Unity College της Αθήνας και η Ελληνική Εταιρεία Νευροεπιστημών θέσπισε βραβείο στο όνομά του. Εξελέγη Μέλος της Αυστραλιανής Ακαδημίας Επιστημών το 2009 και Αντεπιστέλλον Μέλος της Ακαδημίας Αθηνών το 2012. Ο Γιώργος Παξινός είναι ο κορυφαίος χαρτογράφος του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού. Ανακάλυψε ενενήντα μία περιοχές (πυρήνες) στο κεντρικό νευρικό σύστημα και σε πολλές έδωσε ελληνικά ονόματα. Οι περισσότεροι επιστήμονες που εργάζονται πάνω στη σχέση μεταξύ του ανθρώπινου εγκεφάλου και ασθενειών όπως Αλτσχάιμερ, Πάρκινσον και σχιζοφρένεια ή μοντέλα σε πειραματόζωα αυτών των ασθενειών χρησιμοποιούν τους άτλαντές του. Ο άτλαντάς του για τον ανθρώπινο εγκέφαλο (που έχει μεταφραστεί στα ελληνικά) είναι ο πιο ακριβής για τον εντοπισμό περιοχών του υποφλοιού. Για σαράντα πέντε χρόνια έχει ενεργό δράση για την προστασία του περιβάλλοντος. Λατρεύει το ποδήλατο, το κολύμπι, το Pilates, το τάνγκο και το χασάπικο. Το "Κατ' εικόνα" είναι το πρώτο του μυθιστόρημα.