潘辉注于后黎朝景兴四十三年（西山朝阮文岳泰德五年，公元1782年）出生在越南山西省国威府瑞奎社安山县（今河内市国威县），一说为乂安省天禄县收获社人。是进士潘辉益的第三子，其叔伯父和堂兄弟中亦多有名噪一时的文入学士。他自幼聪明好学，喜读诗书，六岁时便跟随舅舅吴时任学习，在乡里颇有名气。嘉隆六年（1807年）和十八年（1819年），潘辉注曾先后两次参加会试，因成绩不佳，未中试。后来成为生徒。但潘辉注一直郁郁不得志，年轻时一直在家以教学、著书为生。直到明命二年（1821年）他编纂的《历朝宪章类志》刊行之后，才于当年正月获得明命帝的赏识，补授国子监翰林编修一职。

明命六年（1825年），潘辉注作为如清使副使出使中国清朝。归国后于明命九年（1828年）升任承天府府丞，明命十年（1829年）补授广南协镇。明命十二年（1831年），被任命为侍读，并再次作为如清使副使出使清朝。翌年遭贬，于1833年~1834年奉命出使荷属东印度的首府巴达维亚（今雅加达）。归国后，于1834年被起复，授工部司务。不久借足疾辞官退隐，回乡教学直至明命二十一年（1840年）病逝，时年58岁。