Ha partecipato a varie edizioni del Festival di Sanremo, nel 1970 con Ahi! Che male che mi fai, canzone composta da due allora promettenti autori Toto Cutugno e Cristiano Minellono, nel 1971, con I ragazzi come noi e nel 1992 con Io ti darò. Nel 1970 è uno dei finalisti della gara musicale Settevoci in onda su Rai Uno, ideata e condotta da Pippo Baudo. Nello stesso anno vince il Cantagiro con Mi piaci da morire, vince il premio della critica come migliore interprete partecipando in rappresentanza per l'Italia allo Yamaha Music Festival a Tokio in Giappone, manifestazione alla quale, dal 20 al 22 novembre, hanno preso parte artisti in rappresentanza di 36 paesi.
Dal 1997 al 2006 è ospite in varie trasmissioni della Rai legate a Telethon. Negli anni 1997, 1998 l'autore e regista Michele Guardì lo chiama come voce solista per il programma di Rai DueI fatti vostri, dove lancia e porta al successo il brano Quanto t'ho amato di Roberto Benigni. Nel giugno del 1999, la TV di Stato cubana lo invita a partecipare a uno degli show televisivi più seguiti dell'isola caraibica, in un periodo dove l'embargo imposto dagli Stati Uniti era ai massimi livelli. Nel 2004 partecipa in qualità di ospite al concerto di fine anno su Rai Uno L'anno che verrà condotto da Carlo Conti.
Dal 2005 al 2007 è ospite ricorrente e opinionista nel programma di Rai Due L'Italia sul 2. Nel 2005 partecipa al reality showRitorno al presente condotto da Carlo Conti su Rai Uno in prima serata. Nel 2006 partecipa ancora in qualità di ospite al concerto di fine anno su Rai Uno L'anno che verrà, condotto da Conti; nello stesso anno partecipa al Festival Show 2006 e a quello dell'anno dopo. Nel 2006 e 2007 è protagonista con altri interpreti nella trasmissione Domenica In, sempre su Rai Uno. Nel 2007, il 5 ottobre viene invitato in rappresentanza per l'Italia a New York al Columbus Day con un concerto tenutosi al Christ The King Auditorium.
Nel 2011 partecipa alla trasmissione Cristianità su Rai International in occasione della beatificazione di Giovanni Paolo II, interpretando la canzone Ora parlami d'amore da lui composta per l'occasione.
Nel 2012 partecipa costantemente come opinionista sui Rai Due alla trasmissione L'Italia sul 2 condotta da Milo Infante e Lorena Bianchetti. Nello stesso anno viene invitato per la terza volta in Canada a Niagara Falls, per una serie di concerti nel teatro Niagara Fallsview Casino Resort. Nel dicembre del 2012 in occasione delle feste natalizie propone un cd singolo con la canzone Buon Natale a te, dedicata a tutti i bimbi del mondo. Nel 2013 viene invitato ancora in Canada dall'emittente radio televisiva Chin Radio, come ospite in occasione del Valentine Day dove fa registrare il tutto esaurito nel gran galà organizzato per l'occasione. Grande successo riscuote anche a Sint Maarten nei Caraibi, dove, per ben cinque concerti in uno dei più importanti casinò dell'isola, il Royale, ottiene il sold out.
Dal 2014 a oggi fa parte in qualità di giurato/selezionatore/ presidente, nelle giurie che selezionano cantanti, autori e da qualche anno anche cabarettisti e imitatori, partecipanti al festival delle Voci e volti nuovi di Castrocaro Terme. Un ritorno alle origini avendone lui vinto l'edizione del 1968.
Paolo Mengoli con la pergamena sigillo testimone di pace
Nel 2020 pubblica per Music Universe a.c.m. il singolo Io voglio stare con te, scritto a quattro mani con Luigi Mosello, il cui testo è contro la violenza sulle donne.
Il 23 ottobre 2021 viene insignito da parte dell'associazione "Giovanni Paolo II" con il sigillo testimone ambasciatore di pace nel mondo.
Nella Nazionale cantanti ha ricoperto il ruolo di portiere e ha partecipato in totale a 440 partite, che lo rendono l'artista con il maggior numero di presenze nella squadra. Nel 1998 è sceso in campo a Sarajevo, da poco uscita dalla guerra, e nel 1999 a Varsavia, al cospetto di Lech Wałęsa. A Roma nel 2000, in occasione di un'iniziativa per la pace nel Medio Oriente, ha incontrato Yasser Arafat e Shimon Peres.
Dal 1998 al 2007 ha partecipato a Telethon per sostenere la raccolta fondi per la ricerca.
A Bologna è da decenni testimonial della FANEP, associazione di famiglie dei pazienti del reparto di neurologia pediatrica operante all'interno del Policlinico Sant'Orsola-Malpighi, per la quale ha organizzato e diretto diversi eventi destinati alla raccolta fondi.
Dopo l'incontro con Giovanni Paolo II ha scritto una canzone melodica dal titolo Ora parlami d'amore... Questo brano viene presentato in anteprima mondiale il giorno dell'annuncio della beatificazione di Giovanni Paolo II nel programma "Cristianità" condotto da suor Miriam Castelli e trasmesso da Rai International.
Discografia parziale
45 giri
1968 - Per un bacio d'amor/Arrivederci (Ariston, AR 0294)
