Szegény angyalföldi családból származott.
Nemcsak képzőművészetben volt tehetséges, hanem zenében is - több hangszeren játszott - így nappali főiskolai tanulmányait éjszakánként különböző zenekarok tagjaként dolgozva finanszírozta.
Dszítőszobrászi végzettsége után a Képzőművészeti Akadémián szerzett diplomát.
Sokat élt külföldön, a háború kitörése előtt egy évig Egyiptomban, a háború után Né,etországban és Skandináviában.
1949-ben Norvégiából hazatérve, az ott készített anyagot Budapesten önálló kiállításon mutatta be. A kiállítás megnyitása után a Pártközpontba idézték, ahol a kulturális illetékes „Palotai elvtárs, ha itt akar élni és dolgozni, ezt a formanyelvet felejtse el” szavakkal mondta ki a ítéletet a művész alkotásairól és egyben jövőjéről is.
Ezek a szobrok soha többé nem szerepeltek kiállításon és Palotai Gyula a formanyelv finomításáról és továbbfejlesztéséről már csak álmodott, hiszen nemcsak élni, dolgozni is akart.
1950-75-ig részt vett minden jelentős kiállításon.
Szobrai Magyarország számos közterén és középületében megtalálhatóak.
Kivételes érzéke volt az emberi archoz, többszáz portrét készített, köztük Szörényi Éváról, Jávor Pálról. Megmintázta Kodály Zoltánt, Kuczka Pétert. Szvjatoszláv Richterről készült portréja a Magyar Nemzeti Galériában van. Biztos szakmai tudása és stílusérzéke alkalmassá tette műemléki helyreállításokben való művészi közreműködésre is.
Szobra áll a Műszaki Egyetem Kinizsi utcai épületének Lónyai utcai oldalhomlokzatán, a budai várban, a Tudományos Akadémia homlokzatán, a Margit szigeten a Hajós Alfréd Sportuszoda előtt, Agárdon, Győrben, Enyingen, Jászladányban, Nyíregyházán.
Megörökítette a magyar múlt sok kiváló személyiségét, Cházár Andrást - Budapesten, Lendvay Mártont Miskolcon, Kaán Károlyt - Püspökladányban, dr.Walek Károlyt - Sopronban.