После окончания университета, в 1749 году, Гольбах возвратился в Париж, где вскоре познакомился с Дидро. Это знакомство, перешедшее в дружбу, сыграло огромную роль в жизни и творчестве обоих мыслителей. К моменту возвращения в Париж Гольбах не был уже новичком в вопросах философии. В семье Франциска Адама де Гольбаха религия не была в почете, здесь царил дух свободомыслия. «Все располагало к тому, — пишет Шарбоннель, — чтобы он (Поль Гольбах) очень рано проникся освободительными и антирелигиозными идеями: превосходное образование, окружение людей, скептически настроенных в отношении религии». У барона было шестьдесят тысяч ливров годового дохода. Но никто так благородно не пользовался своим богатством. Он говорил Гельвецию: «Вы поссорились со всеми, кому оказали услугу. Я сохранил всех моих друзей». И говорил чистую правду. Аристократ и богач, он был удивительно демократичным». Человек наиболее просто простой», — говорила о нем баронесса Гольбах (После смерти первой жены, урожденной Дэн, он женился на ее сестре, по-французски Шарлотте, или, на немецкий лад, Каролине). Он обожал Францию. И во время путешествия по Англии постоянно ловил себя на мысли о Париже
Были у него и слабости. Современники замечали, что он любил посплетничать. Дидро подшучивал над склонностью барона читать всем свои произведения, называл его странным существом, огорчался тем, что этот человек, у которого, казалось бы, имелось все, чтобы быть счастливым, постоянно страдал.
В Париже Гольбах открыл салон, где собирались философы, ученые, литераторы, политики, люди искусства. Салон этот стал центром философской и атеистической мысли предреволюционной Франции. Дважды в неделю для гостей устраивались обеды. Посетителями знаменитого салона Гольбаха были Дидро, Д’Аламбер, Руссо, Гримм, Бюффон, Монтескье, Кондильяк и многие другие замечательные мыслители. По их же свидетельству в салоне Гольбаха имелась специальная антирелигиозная библиотека, в которую поступала из разных концов мира как легальная, так и нелегальная литература.
Широкие познания во многих областях науки и культуры и огромный популяризаторский талант Гольбаха ярко проявились в издании «Энциклопедии, или Толкового словаря наук, искусств и ремесел». Друзья и современники Гольбаха все без исключения отмечали его энциклопедическую ученость, редкое трудолюбие, самостоятельность суждений и исключительную честность. Писать и редактировать статьи для «Энциклопедии» он начал сразу же после того, как обосновался в Париже и познакомился с Дидро на одном из представлений парижской оперы. Поводом к знакомству и сближению, по-видимому, послужила статья Гольбаха о современном ему состоянии французской оперы, в которой он подверг критике музыкальные вкусы аристократической публики. Точки зрения Дидро и Гольбаха по вопросам литературы и искусства совпадали. Они, например, выступили с одинаковыми замечаниями в адрес одноактной комической оперы Жан Жака Руссо «Деревенский колдун».