Родился 5 октября 1930 года в посёлке Узин, Киевская область, Украинская ССР, СССР.

В годы Великой Отечественной войны оказался на территории, оккупированной фашистскими войсками. Школа была закрыта и учёбу Павел смог продолжить только после прихода советских войск. Время было трудное и поэтому Павел, не бросая школу, поступил подручным кочегара на завод, где трудился отец. Вскоре он был принят в ремесленное училище в Белой Церкви.

В 1947 году получил квалификацию столяра пятого разряда и одновременно окончил седьмой класс вечерней школы. В том же году поступил в Магнитогорский индустриальный техникум трудовых резервов. Одновременно с учебой в техникуме занимался в аэроклубе.

В 1951 году окончил техникум, получив диплом техника-строителя, и аэроклуб.

В 1951 году поступил, а в 1954 году окончил Качинское военное авиационное училище лётчиков имени А.Ф. Мясникова. После окончания училища служил в частях Военно-воздушных сил СССР.

В 1960 году зачислен в отряд советских космонавтов (1960 Группа ВВС № 1). Прошёл полный курс подготовки к полетам на кораблях типа Восток.

12-15 августа 1962 года совершил свой первый космический полет на космическом корабле Восток-4. Впервые в мире был совершён групповой полет двух пилотируемых космических кораблей. Продолжительность полета составила 2 суток 22 часа 57 минут. После первого полета продолжил подготовку в отряде космонавтов. Проходил подготовку к полёту по "лунной" программе, а после её закрытия готовился к полётам на кораблях типа Союз и орбитальной космической станции типа Алмаз.

Без отрыва от основной работы в 1968 году закончил Военно-воздушную академию имени Н.Е. Жуковского.

3-19 июля 1974 года совершил свой второй космический полет в качестве командира космического корабля Союз-14 и орбитальной станции Салют-3. Это был первый полёт на орбитальной станции, носивший чисто военный характер. Полёт продолжался 15 суток 17 часов 30 минут 28 секунд. За 2 рейса в космос налетал 18 суток 16 часов 27 минут 28 секунд.

В 1977 году защитил диссертацию и получил ученую степень кандидат технических наук.

В 1980-1989 годах — работал заместителем начальника Центра подготовки космонавтов имени Ю.А. Гагарина.

В 1989 году — избран директором научно-производственного учреждения, связанного с изучением недр Земли.

С 1992 года — директор Российского института мониторинга земель. Президент Всесоюзной уфологической ассоциации (1991-1992).

С 1992 года — президент уфологической ассоциации СНГ.

В 1992 году — избран президентом Академии энерго-информационных наук.

С 1992 года — председатель Федерации бокса РФ.

Являлся заместителем председателя Центрального правления Советско-австрийского общества дружбы. Депутат Верховного Совета Украинской ССР 6-11-го созывов.

Ушёл из жизни 29 сентября 2009 года в 23:00 часа от инсульта в Гурзуфе (Крым, Украина). Похоронен 3 октября в Москве на Троекуровском кладбище, участок № 6.