Poul Henningsen ble født i København som sønn av den kjente danske skuespillerinnen Agnes Henningsen.
Skisse av armaturet «PH Snowball».
Han ble aldri uteksaminert som arkitekt, men studerte ved Teknisk Skole i Frederiksberg i Danmark i 1911–14 og deretter ved den tekniske høyskolen i København i 1914–17.
Han begynte å jobbe med tradisjonell funksjonalistisk arkitektur, men med årene begynte hans faglige interesse hovedsakelig å fokusere på belysning, som er det han er mest kjent for. Han utvidet også sitt fagfelt til å begynne å skrive og ble journalist og forfatter. I en kort periode i begynnelsen av andre verdenskrig var han sjefsarkitekt for Tivoli i København. Under den tyske okkupasjonen måtte han, som mange andre kreative mennesker, flykte fra Danmark, men han ble snart en vital kraft i den danske kunstnerkolonien bosatt i Sverige.
Hans livslange samarbeid med Louis Poulsen begynte i 1925 og varte til hans død. Også i dag nyter Louis Poulsen godt av hans geni. Poul Henningsen var også den første redaktøren av Louis Poulsens magasin «NYT». Administrerende direktør i Louis Poulsen på dette tidspunktet, Sophus Kaastrup-Olsen, ga bladet til PH i gave fordi han hadde fått sparken fra den danske avisen hvor han jobbet (hans synspunkter var for radikale).
Poul Henningsens banebrytende arbeid med forholdet mellom lysstrukturer, skygger, luminans og fargegjengivelse i forhold til menneskets behov for lys, forblir grunnlaget for belysningsteoriene som fortsatt brukes av Louis Poulsen.