1928年和1931年先后毕业于伏龙芝军事学院和军事技术学院速成班，曾任骑兵团长、机械化团长和旅长。

1936-1937年参加西班牙内战，任坦克旅长。返国后，1937年11月出任装甲坦克部部长。后参加苏芬战争。巴甫洛夫大将的结局无疑是极为悲惨的。他是红军在苏德战争中死亡的最高级将领之一，但他却不是死于战场，而是死于自己人的枪下。战前的巴甫洛夫大将可以说是一帆风顺，是红军最早的两个坦克团之一的团长，而朱可夫是另一个团长。他参加了西班牙内战，在那里戴上了苏联英雄金星勋章。回国后担任红军汽车坦克装甲兵总监。与朱可夫一起晋升大将，一起担任重要军区司令员，朱可夫在基辅特别军区，巴甫洛夫在西部特别军区。1941年获大将衔。苏德战争爆发后任西方面军司令。因指挥重大失误，同年7月1日被解职，不久被处决。苏德战争一开始，西方面军（西部特别军区改编〕的空军在第一天就被基本消灭。一星期后德军攻占明斯克，西方面军大部被合围。而在这一星期中，作为方面军司令员的巴甫洛夫始终没能有效的指挥下属部队。以致要了解情况不得不去收听德国广播。斯大林无论如何都接受不了这个事实－－那样一个强大的方面军一星期就完了。于是，巴甫洛夫大将以及方面军参谋长，一个集团军司令被送上军事法庭，以叛国罪被判处死刑。巴甫洛夫大将晋升得太快了，在没有具备相应的能力之前就承担了过重的责任。他并不是一个军事天才。他错误的接受了西班牙内战的经验，认为坦克部队无力单独进行战斗，只能支援步兵。（其实这只是T26那样的轻型坦克防护力太差的结果，他却以此否定了所有坦克〕导致苏联将早已组建的机械化军解散，到1940年才又重组，但已经晚了。在西部特别军区任上，这种不称职明显表现出来，两个最精锐的集团军过于前出到比亚维斯托克突出部，没有足够的预备队。空军全集中在少数几个机场，成为敌人的好靶子。这些问题，先后两任总参谋长－－梅列茨科夫和朱可夫都向他提过。1941年初的大演习中，朱可夫指挥的蓝军就以与后来德军差不多的打法击溃了巴甫洛夫指挥的红军。可尽管如此，直到战争开始，巴甫洛夫没有采取任何有效的改进措施。战争开始后，巴甫洛夫完全慌了神。竟跑到一个集团军里去，等于放弃了对方面军整体的指挥。加剧了混乱。的确是失职。但是巴甫洛夫大将也确实挺冤枉，许多后来威名显赫的将领当年都经历过失败的。而且德军是将主力投入西方面军正面，而红军的主力却在西南方面军。尤其是，以叛国罪枪毙巴甫洛夫大将是完全子虚乌有的。