1913년 10월 8일 평안남도 평원군 공덕면 흥운리 어파 공소에서 박 태호 요아킴과 김 루시아의 아들로 출생.
서울 용산 성심 신학교에서 철학과를 이수 후 1933년 로마 울바노 신학교에 유학하였다. 1939년 3월 18일 로마 성 바오로 대성전에서 사제서품 받고, 1939년 10월 귀국. 신의주 보좌 신부로 발령 받았다.
1941년 태평양 전쟁의 발발로 평양교구의 메리놀회 미국인 선교사들이 모두 체포 투옥 될 때 박 신부도 신의주 경찰서 유치장에 5달가량 투옥되었다. 그는 말수가 적고 온순 침착하고 내성적 성격이었다. 매사에 철저하고 당시 한국인들이 시간관념이 희박한 점을 염려하여 몸소 성당 종을 정확히 타종하기도 하였다. 그 후 중화본당으로 임지를 옮겨 1년간 봉직했는데 자전거를 타고 신자들 가정방문을 다니며 신자들의 신앙심고취에 혼신을 다했는데 특히 성모 공경에 열심 하여 많은 이들에 감화를 주었다.24)

그는 성모축일이면 대단한 열성으로 장엄미사를 봉헌했고, 매주 토요일 성모신심 미사를 즐겨 봉헌하였다. 매년 5월 성모성월이면 성모상을 아름답게 꾸미며 지극한 효성과 사랑을 드러냈다.
그리고 신자가 아닌 이들에게도 따뜻한 인정을 베풀었다.
1943년 6월부터는 홍 주교의 비서 및 경리책임자로 1년여 봉직하고,
1944년 11월 평양 대신리 본당 신부로 발령받아 납치될 때까지 사목했다.
대신리 본당에서는 매일 미사 30분 전 성당에 나가 성체 앞에서 묵상기도를 바쳤으며 미사 후에는 15분 이상 감사기도를 바쳤다.
주일에는 미사 후 신자들보다 먼저 마당에 나와 신자들과 일일이 인사를 나누며 자상한 모습을 보여 주었고, 모범적이며 절도 있는 목자의 표양을 보여 주었다.
매일 저녁에는 성당에서 신자들과 함께 저녁기도를 바쳤고, 대축일을 준비할 때면 하루 종일 성당에서 신자들을 기다리며 기도하고 있어 신자들은 시간과 상관없이 언제나 고백성사를 볼 수 있었다고 한다.
대신리 성당에서는 ‘예수 성심회’라는 청년회를 조직하여 교리연구를 철저히 시켰고, 신학생들이 방학이 되어 고향에 오면 신학과 호교론을 주제로 연구하게 하여 본당 청년들과 세미나를 갖으며 신심과 단결심을 강화시켰다.
이외에도 연령별로 신심단체를 만들어 본당의 교세 확장과 깊은 신심이 뿌리 내리도록 하였다.25)

1949년 교구장 홍 주교와 여러 신부들이 체포되기 시작하자 신자들은 서로 조를 짜서 박 신부의 일상생활에 함께하며 사제관을 지켰다.
그해 12월 6일이 되자 판공성사를 주고 있는 박신부에게 정치보위부원들이 동행을 요구하며 나타나자 신자들은 순식간에 서로에게 연락하여 성당으로 몰려들었고, 판공을 보겠다며 박 신부를 에워쌌다.
박 신부는 성체를 꺼내 신자들에게 모두 영해 준 뒤, 박신부를 지키려는 신자들에 의해 떠밀려 강제로 사제관으로 밀려들어 가고 사제관은 몰려든 신자들이 에워싸, 순간 성당 마당에서는 박 신부를 체포하려는 보위부원들과 박 신부를 지키려는 신자들간에 격렬한 몸싸음이 일어나 많은 신자들이 다치게 되었다. 그러자 박 신부는 신자들을 헤치고 나가 스스로 체포되셨다.
이후 박신부는 시 인민위원회에서 비슷한 시간에 체포되었던 관후리 성당의 서운석 신부와 함께 2시간가량 주교좌성당 양도 건으로 논쟁하다 밤 11시경 관후리성당 사제관으로 석방되어 되돌아 왔지만 그 다음날 12월 7일 새벽 3시경 다시금 정치 보위부원들에 의해 납치되어 생사를 알 수 없게 되었다.26) 그러나 박용옥 신부도 다른 신부들과 마찬가지로 ‘평양 인민 교화소 특별 정치범 수용소’에 투옥 되었다가 국군의 평양 입성 직전에 총살된 것으로 보인다.27)