Studierte zuerst Naturwissenschaften und dann Medizin an den Universitäten Landshut und Würzburg. 1817 Privatdozent in Würzburg. Wurde 1819 anläßlich der Erkrankung des Direktors zum provisorischen Leiter der Klinik und 1824 zum Ordinarius der Medizin ernannt. Wegen Beteiligung an den politischen Bewegungen wurde er 1830 seines Amtes enthoben und als Kreis-Physikus nach Passau versetzt. Wurde 1833 Professor der Medizin in Zürich und 1839 in Berlin.

Schönlein war einer der berühmtesten Ärzte seiner Zeit als Praktiker wie als Lehrer. Er wurde Haupt einer Schule, die die moderne naturwissenschaftliche Einstellung in der Medizin einleitete. Er leistete wichtige Beiträge auf dem Gebiet der Blutkrankheiten, entdeckte den Fadenpilz Achorion, den Erreger einer parasitären Hautkrankheit.