Родился 28 июля 1745 г. в семье прибалтийского дворянина Арндта Дитриха Палена (1707—1753).

С 1760 г. служил рейтаром в лейб-гвардии Конном полку.

В 1769 г. – ротмистр.

Участвовал в Первой русско-турецкой войне 1768—74 г., ранен при Бендерах.

В 1778 г. – полковник, командир Ямбургского карабинерного полка.

В 1787 г. – генерал-майор.

Во время Второй русско-турецкой войны 1787—91 г. отличился при штурме Очакова (14 апреля 1789 г.).

С 1792 г. – правитель Рижского наместничества, вёл переговоры о присоединении Курляндии, Семигалии и Пильтенского округа к России.

В 1795 г. – генерал-поручик, генерал-губернатор Курляндской губернии.

3 декабря 1796 г. назначен шефом Рижского кирасирского полка.

Вскоре подвергся немилости за торжественную встречу в Риге опального князя Платона Александровича Зубова: в январе 1797 г. – уволен от должности губернатора, а 26 февраля – исключён из службы.

Однако, вскоре возвращён в армию (20 сентября 1797 г.), назначен инспектором кавалерии Санкт-Петербургской и Финляндской дивизий и командиром лейб-гвардии Конного полка.

Приобрёл доверие Павла I-го, чьей неограниченной милостью пользовался в течение трёх лет с 1798 по 1801 г.

31 марта 1798 г. – генерал от кавалерии.

28 июля 1798 г. назначен военным губернатором Санкт-Петербурга и начальником остзейских губерний, инспектором шести военных инспекций, Великим канцлером Мальтийского ордена, главным директором почт, членом Совета и Коллегии иностранных дел.

В 1798 г. утвердил Устав столичного города Санкт-Петербурга; при его правлении в должности губернатора завершено строительство Михайловского замка и здания Морского кадетского корпуса, установлены памятники Румянцеву и Суворову (на Марсовом поле), из Кронштадта в Петербург переведён Чугунолитейный завод, учреждена Российско-Американская компания для снабжения русских колоний на Аляске всем необходимым.

Считая своё положение непрочным, вошёл в число заговорщиком против Императора Павла I-го и вместе с Платоном Зубовым был одним из руководителей и организаторов заговора (играл двойную роль, стараясь в случае провала отойти от заговорщиков). Добился от императора письменного повеления арестовать наследника престола и показал его Александру Павловичу с целью побороть его колебания.

В ночь на 12 марта 1801 г. присутствовал при убийстве Павла I-го в Михайловском замке.

После смерти государя приобрёл непримиримого врага в лице императрицы Марии Фёдоровны и 17 июня 1801 г. был уволен в отставку с приказанием немедленно отбыть в своё курляндское имение.

«Пален был человек крупный, широкоплечий, с высоким лбом и открытою, приветливою, добродушною физиономиею. Очень умный и самобытный, он в своих речах проявлял большую тонкость, шутливость и добродушие. Натура не изощрённая образованием, но сильная; большое здравомыслие, решительность и отважность; шутливое отношение к жизни. Словом, он был воплощением прямоты, жизнерадостности и беззаботности» (княгиня Ливен).

«При высоком росте, крепком телосложении, открытом, дружелюбном выражении лица он от природы был одарён умом быстрым и легко объемлющем все предметы. Эти качества соединены были в нём с душою благородною, презиравшею всякие мелочи. Его обхождение было жестокое, но без суровости. Всегда казалось, что он говорит то, что думает; выражений он не выбирал. Он охотно делал добро, охотно смягчал, когда мог, строгие повеления государя, но делал вид, будто исполнял их безжалостно» (Август Коцебу).

…Кстати, он был женат на Юлии Ивановне Щенинг (1753—1814), от которой имел восемь детей: Павел (1775—1834), Пётр (1778—1864)