Il devient entraîneur pour le haut niveau au pôle France dériveur de Brest. Il est attiré par la course au large, réussissant à concilier cette passion avec son activité professionnelle. Il navigue en équipage en Australie, sur TP 52 et VOR60[2].
2008-2014. Circuit Figaro
En 2008, il aborde la course au large de compétition, avec la Cap Istanbul, course du circuit Figaro. L'année suivante, il participe à sa première Solitaire du Figaro où il termine 19e et deuxième bizuth[2].
Fin 2010, il est sélectionné par Macif pour porter ses couleurs en Figaro pour les saisons 2011 et 2012[3]. Il termine sixième de la Solitaire en 2011, neuvième en 2012[2]. Après une saison 2013 en demi-teinte (30e du Figaro mais deuxième du Spi Ouest-France et de la Solo Basse-Normandie[4]), il remporte en avril 2014 la Transat AG2R en double avec Gwénolé Gahinet.
C'est alors qu'il noue un lien de partenariat avec le groupe d'assurances SMA. Il court à nouveau la Solo Basse-Normandie, puis obtient la cinquième place de la Solitaire du Figaro. Il termine l'année à la quatrième place du championnat de France de course au large[2].
2015-2018. À la barre de l'Imoca SMA
Toujours avec SMA, il s'engage sur le circuit Imoca avec pour objectif le Vendée Globe 2016-2017. Son SMA est l'ancien Macif de François Gabart, précédent vainqueur du tour du monde[5]. Meilhat bénéficie du soutien sportif et technique de Michel Desjoyeaux et de son écurie Mer Agitée, propriétaire du bateau[6].
Le , pour sa première course en Imoca, Meilhat remporte avec Desjoyaux, à bord de SMA, le Record SNSM en 37 heures, 4 minutes et 23 secondes[7]. En octobre, Meilhat et Desjoyeaux courent ensemble la Transat Jacques-Vabre. Le sixième jour, l'arrachement du bord de fuite de leur voile de quille les contraint à l'abandon[8].
Le , il prend le départ du Vendée Globe. C'est dans cette édition que les premiers Imoca à foils font leur apparition. SMA quant à lui est toujours équipé de dérives droites. Le , en plein océan Pacifique, alors qu'il navigue en 3e position derrière les foilers d'Armel Le Cléac'h et Alex Thomson, il est victime d'une avarie : le vérin de quille est fissuré sur 40 centimètres[10]. Quatre jours plus tard, Meilhat annonce son abandon[11],[12].
En mai 2017, à bord de SMA, Paul Meilhat et Gwénolé Gahinet remportent l'Armen Race dans la catégorie Imoca[13]. En août, ils remportent la Fastnet Race dans la catégorie Imoca[14]. En septembre, ils remportent les 24 Heures du Défi Azimut[15]. En novembre, toujours sans foils, ils terminent 2es des Imoca dans la Transat Jacques-Vabre[16].
Malgré ces bons résultats, Meilhat apprend le que son partenaire SMA réoriente sa stratégie, et arrêtera le sponsoring voile à la fin de l'année 2018. Ce qui met fin au projet de construction d'un bateau en vue du Vendée Globe 2020[17].
En mai 2018, Meilhat remporte la Bermudes 1000 Race[18]. En juin, avec Gahinet, il remporte les Monaco Globe Series[19]. Le , il remporte sa première grande course océanique, la Route du Rhum : sur son SMA de 2011 à dérives droites, il devance les foilers de Yann Eliès et de Vincent Riou[11],[20]. Mais, à deux ans du Vendée Globe, il se retrouve sans sponsor[6].
En juin 2021[23], il trouve enfin un nouveau partenaire, le laboratoire de cosmétiques Biotherm, avec qui il signe jusqu'en 2025. Biotherm n'est pas un inconnu dans le monde de la voile, puisqu'il fut le sponsor de Florence Arthaud dans les années 1980[24]. En août, en double avec Charlie Dalin à bord d'Apivia, Meilhat remporte la Fastnet Race dans le classement Imoca[25].
En octobre[23], peu avant le départ de la Transat Jacques-Vabre, Meilhat obtient le feu vert de Biotherm pour lancer la construction d'un bateau pour le Vendée Globe 2024-2025[24]. En novembre, Apivia, mené par Dalin et Meilhat, termine 2e Imoca de la Transat Jacques-Vabre[26].
2022. À la barre de Biotherm
La construction du nouvel Imoca de Meilhat débute en décembre 2021[27], chez Persico Marine(en), à Nembro, en Italie. Les moules du Linked Out de Thomas Ruyant sont utilisés. C'est donc un plan Verdier. L'étrave (spatulée) et les foils (de dernière génération) sont cependant différents de ceux de Linked Out[24]. Le , Biotherm est mis à l'eau à Lorient, avant de rejoindre son port d'attache, Port-la-Forêt[28].
vainqueur des Monaco Globe Series, en double avec Gwénolé Gahinet, à bord de SMA[19]
vainqueur en Imoca de la Route du Rhum-Destination Guadeloupe, à la barre de SMA, en 12 jours, 11 heures, 23 minutes et 18 secondes ; 6e au classement général[31]