Paul Gay se produit sur les grandes scènes lyriques internationales telles que le Bayerische Staatsoper de Munich, le Festival de Glyndebourne, l’Opéra national de Paris, La Monnaie de Bruxelles, l’Opéra national d’Amsterdam, le Gran Teatre del Liceu de Barcelone. Il a collaboré avec des chefs d’orchestre comme Seiji Ozawa, Kent Nagano, Michel Plasson, Philippe Jordan, Semyon Bychkov, ainsi qu’avec des metteurs en scène comme Willy Decker, Krystof Warlikowsky, Robert Carsen, Luc Bondy, Peter Stein. Parmi les rôles de son répertoire, citons le rôle-titre de Saint François d’Assise de Messiaen, Golaud (Pelléas et Mélisande), Méphistophélès (Faust), Don Diègue (Le Cid), le Roi Ignace (Yvonne, princesse de Bourgogne). Paul Gay a récemment interprété les rôles de Philippe II (Don Carlo), Méphistophélès (La Damnation de Faust) avec l’Orchestre du Capitole de Toulouse, Klingsor (Parsifal) à Francfort, Escamillo (Carmen) à Toronto, Golaud à La Monnaie de Bruxelles, Don Iñigo (L’Heure espagnole) à Glyndebourne et à Matsumoto, l’Athlète (Lulu) au Teatro Real de Madrid, Don Pedro (Béatrice et Bénédict) au Festival Berlioz de Bordeaux, Sparafucile (Rigoletto) à Rouen, le Marquis la Force (Dialogues des carmélites) au Festival de Glyndebourne.

À l’Opéra national de Paris : Juliette ou la clé des songes (l'Homme au casque / le Bagnard / le Marchand de souvenirs), 2006 ; Salomé (Deuxième Nazaréen), 2006 ; L'Affaire Makropoulos (Maître Kolenaty), 2007 ; Don Carlo (un moine), 2008 ; Fidelio (Don Fernando), 2008 ; La Petite Renarde rusée (Harasta), 2008, 2010 ; Yvonne, princesse de Bourgogne (le Roi Ignace), 2009 ; Billy Budd (Mr Flint), 2010 ; Faust (Méphisophélès), 2011 ; Manon (le Comte des Grieux), 2012 ; Rigoletto (le Comte de Monterone), 2012 ; Giulio Cesare (Achilla), 2013 ; Les Capulet et les Montaigu (Capellio), 2014 ; Le Cid (Don Diègue), 2015 ; Pelléas et Mélisande (Golaud), 2015 ; Werther (le Bailli), 2016 ; Les Contes d'Hoffmann (Crespel / Luther), 2016 ; Les Huguenots (le Comte de Saint-Bris), 2018 ; Otello (Lodovico), 2019