生于加尔各答，卒于加尔各答。1908年进入加尔各答大学学习物理学，1912年大学毕业。1913年赴英国剑桥大学继续学习，1914年通过数学荣誉学位考试，1915年通过自然科学荣誉学位考试，并被选为高级研究人员，后回国任教于加尔各答的管辖区学院，被聘为教授。马哈拉诺比斯是英国皇家学会会员。1931年，他创办了印度统计学院，组织实施了大规模的随机抽样调查。1933年，该学院按照英国统计学家K.皮尔逊创办《生物计量学》的方法创办了印度统计学期刊《Sankhya》。他还任印度政府统计顾问，被称为印度现代统计之父。

1956年12月，马哈拉诺比斯在加尔各答印度统计学院接待了周恩来总理和贺龙副总理，介绍了印度的农业和家庭随机抽样调查技术。1957年6到7月，马哈拉诺比斯访问中国，与国家统计局、中国科学院、中国人民大学和北京大学进行了学术交流，介绍印度抽样调查实践和经验，以及数理统计方法在社会经济领域的应用。

以马哈拉诺比斯名字命名的马氏距离，是最广泛使用的度量指标之一，它可以根据多个维度的测量来确定一个点偏离分布的程度，广泛应用于聚类分析和分类领域，它最初是由马哈拉诺比斯在1930年对种族相似性的研究中提出的。在20世纪30年代至40年代，他主要从事气象统计和运筹学有关问题，试验误差以及大样本调查等课题的研究。1944年他引入的试验调查概念是序贯分析的先驱，并给出了估计方法。他还引入了最优调查设计和子样本相互贯串网络的概念。他发展了抽样设计中的价格函数和方差函数，还在印度统计学院中建立了一个全国抽样调查部门，从事全印度农业、社会经济、人口统计数据的采集工作，使之在印度的经济规划与经济发展中起了重要作用，这个调查部后来归入了政府规划部门。他所创立的印度统计学院培养了一批统计人才，著名统计学家C.R.拉奥^[注]是他的学生。他还对物理学、印度哲学（尤其是与多值逻辑有关的问题）、孟加拉文学等有兴趣。马哈拉诺比斯曾获印度最高国民奖——帕德马·维伯赫尚奖，他一生著述颇丰，前后发表学术论文200余篇。

马哈拉诺比斯获印度国家科学院院士（1935）、苏联科学院外籍院士（1958）、剑桥大学国王学院荣誉院士（1959）等称号，印度政府决定将2006年6月29日作为国家统计日，以纪念他对国家的贡献。