巴甫洛夫的父亲是一名普通的乡村教士。

教士的主要职责是传教，主持婴儿的洗礼、新婚夫妇的婚礼和死者的葬礼等。当时，教士的社会地位很低，薪（xīn）水微薄。父亲为养活全家人，除了做教士以外，还必须干些农活。巴甫洛夫是长子，从小帮助母亲做些家务活，11岁时才上教会学校读书。教会学校的课程，大部分是神学（讲上帝、神仙和宗教方面的事），自然科学比较少。巴甫洛夫不满足于这些，一有空就爬到家里的阁（ɡé）楼上，阅读父亲放在那里的政治和自然科学书籍。他最爱读的是皮萨列夫和谢切诺夫的书。皮萨列夫是俄国文学评论家，他认为，学习自然科学能够改变国家的贫穷和落后，消除人们的愚昧。谢切诺夫是俄国著名的生理学家，他尊重科学，反对宗教迷信。巴甫洛夫读了这两人的书以后，受到了很大的影响。他希望将来能成为一名科学家。可是父亲一心想让他去当教士，为家里多挣些钱，供弟妹们上学。巴甫洛夫终于说服了父亲。在21岁那年，即中学还没有毕业，他就和弟弟一起考取了彼得堡大学自然科学系。后来，巴甫洛夫院士在自传中写道：“在六十年代自然科学飞速发展的影响下，我们的学习兴趣大多转向了自然科学。我们当中不少人，包括我本人在内，决定进大学里攻读自然科学。”1878年是令伊凡·巴甫洛夫终身难忘的一年，因为他就是在这一年认识了自己未来的妻子谢拉菲玛。为了获得医学博士学位，巴甫洛夫付出了十年的艰辛。十年间，他在医学院和医学研究生院学习，之后又出国深造。当过生理学讲座助理，之后又在教学医院工作，着手准备博士论文。此时的巴甫洛夫已与谢拉菲玛成婚。不久，他们终于有了自己的小宝宝米尔奇克。然而，这段时间过得是最艰难的，家用入不敷出入不敷出（fū）：收入不够开……时家中没有钱买家具、炊具、茶具……他们一家就一直寄住在他弟弟德米特里的大学寓所里。巴甫洛夫一心想让妻子和儿子过上好日子，看到自己的学业如此没有进展，不免产生了要放弃的念头。温顺善良的谢拉菲玛鼓励并安慰自己的丈夫。由于她的坚持，巴甫洛夫认真写完了学位论文。1883年5月，他顺利通过了答辩。巴甫洛夫除了他的科学工作以外，还着迷体育活动，他也像对待他所喜爱的事业一样认真而热情。在童年时候，巴甫洛夫就爱玩一种打棒游戏。他和小伙伴跑到菜园后面的空地上，把一个小木块放在指定的地方，人站在远处用木棍向小木块打去，谁击中的多，谁就算赢。后来，他成了一名体育运动宣传的鼓动者，组织了一个“医生体育爱好者和自行车旅行小组”，还被选为“医生体育锻炼爱好者协会”的名誉会员。在他75岁生日时，他的学生和同事还“授予”他“打棒游戏协会大师”的证书。主持第十五届国际生理学会议时，巴甫洛夫已是八十六岁高龄了，而他是那样的健康，精力又那么的充沛充沛（pèi）：充足而旺盛，人们毫不怀疑他能活到一百岁。然而，这位健康的老人并不是什么病也没得过。那还是在第一次世界大战时期，战争破坏了城市里的正常生活。街上堆满了积雪，因为清洁工都上了前线。研究所路边挖的壕沟也没有填平。大家知道，咱们这位老教授是习惯步行的，而且走起路来健步健步：善于走路，脚步轻快有力。如飞。这次，年已67岁的巴甫洛夫只得绕着走了。可又怕耽搁（ɡē）时间，他就从壕沟上直接跳了过去。可这次，巴甫洛夫踩到的泥土是松动的，他脚一滑，一下子跌进了壕（háo）沟。巴甫洛夫立时感到从大腿处传来钻心的疼痛，他简直要昏过去了。四周看不到一个人，巴甫洛夫只得咬咬牙，使劲用手撑住地面，勉强爬上来，便再也动不了了。助手安列普恰好从此路过，赶紧跑过来，想扶巴甫洛夫起来。“不行，我动不了。赶紧找辆车，送我回家。有可能已经骨折或脱臼了。”谢拉菲玛看到丈夫用藤椅抬着送回来，简直吓坏了。巴甫洛夫却不顾痛疼，笑着对她说：“不要紧的，一周后我就能和你们一起去跑步的。”然而，情况远比估计的要严重，奥佩利教授确诊是胯股骨折。他什么也没有对巴甫洛夫说，但告诉谢拉菲玛：骨折很严重，至少要卧床三个月，还会造成腿瘸。病情略有好转，巴甫洛夫就呆不住了。于是，在研究所的路上，人们便开始注意到那里多了一个走起路来一瘸（qué）一拐，可速度赶得上年轻人的老人的身影。