Paul Chemetov intervient dans tous les domaines de l’architecture et de l’aménagement du territoire. Parmi ses réalisations, on peut citer les Équipements publics souterrains du Quartier des Halles ; le Ministère des Finances et la rénovation de la Grande Galerie du Muséum National d’Histoire Naturelle dans le cadre des grands travaux présidentiels en association avec Borja Huidobro. Il est lauréat du concours international de la prolongation de l’axe historique de Paris au-delà de La Défense.

En 2007, il crée l’agence AUA PAUL CHEMETOV qui réalise entre autres la médiathèque de Labège, le Vendespace de Vendée et de nombreux logements en région Parisienne et en province. L’agence travaille sur des restructurations urbaines à Montpellier le nouveau quartier Saint-Roch, à Amiens le projet Gare la Vallée, à Chambéry la traversée historique de la ville, à Ivry Confluences, et à Paris le secteur de la Porte de Vincennes et le schéma d'aménagement de l’hôpital Boucicaut.