Getty fue secuestrado en la Plaza Farnese de Roma a las 3 de la madrugada del 10 de julio de 1973, cuando tenía 16 años. Según su novia, Martine Schmidt, había barajado la idea de dejarse secuestrar por delincuentes de poca monta cuando la pareja tenía dificultades para llegar a fin de mes, pero cambió de opinión cuando ambos empezaron a trabajar como modelos para fotógrafos. Declaró que «Paul ya no quería ser secuestrado, pero los secuestradores continuaron siguiéndolo». Le vendaron los ojos, le transportaron y le encarcelaron en una cueva de Calabria. Los secuestradores emitieron una nota de rescate en la que exigían 17 millones de dólares (equivalentes a 98 millones de dólares en 2019) a cambio de que regresara sano y salvo; sin embargo, la familia sospechó que se trataba de un complot del rebelde adolescente para extraer el dinero de su avaro abuelo.
John Paul Getty Jr. pidió el dinero a su padre J. Paul Getty, pero su abuelo se negó, argumentando que sus otros 13 nietos también podrían convertirse en objetivo de secuestro si pagaba. Los secuestradores enviaron una segunda demanda, pero su llegada se retrasó por una huelga de correos en Italia. A medida que pasaba el tiempo, el trato que recibía Paul por parte de sus captores empeoraba; le quitaron la radio, mataron un pájaro que había tomado como mascota y empezaron a jugar a la ruleta rusa contra su cabeza.
En noviembre de 1973, un diario recibió un sobre que contenía un mechón de pelo, una oreja humana y una amenaza de los secuestradores de mutilar aún más a Paul a menos que les pagaran 3,2 millones de dólares (equivalentes a 18,4 millones de dólares en 2019). La carta decía: «Esta es la primera oreja de Paul. Si dentro de diez días la familia sigue creyendo que esto es una broma montada por él, entonces llegará la otra oreja». En otras palabras, llegará en pedacitos». La salud de Paul empezó a decaer rápidamente al infectarse su herida, combinada con una neumonía. Sus captores se alarmaron ante este repentino declive y le administraron grandes dosis de penicilina para tratar la infección, lo que le hizo desarrollar una alergia al antibiótico y afectó aún más a su salud. El biógrafo de Getty, John Pearson, atribuyó su posterior alcoholismo a las grandes cantidades de brandy con las que le atiborraron en los últimos meses de su cautiverio para mantenerlo caliente y adormecer su dolor.
Tras el envío de la oreja de Paul, su abuelo acordó pagar no más de 2,2 millones de dólares (equivalentes a 12,7 millones de dólares en 2019) -la cantidad máxima deducible de impuestos- y prestó el resto a su hijo, que se encargó de devolver la suma con un interés del cuatro por ciento. Paul fue encontrado vivo el 15 de diciembre de 1973 en una gasolinera de Lauria, en la provincia de Potenza, poco después de que se pagara el rescate. Por sugerencia de su madre, llamó a su abuelo para agradecerle el pago del rescate, pero J. Paul Getty se negó a acudir al teléfono.
Nueve de los secuestradores fueron detenidos, entre ellos Girolamo Piromalli y Saverio Mammoliti, miembros de alto rango de la ‘Ndrangheta, una organización del crimen organizado de Calabria. Dos de los secuestradores fueron condenados y enviados a prisión; los demás fueron absueltos por falta de pruebas, incluidos los jefes de la ‘Ndrangheta. La mayor parte del dinero del rescate nunca se recuperó. En 1977, Getty se sometió a una operación para reconstruir la oreja que sus secuestradores le habían cortado.