С 1938 г. - служил в строевых частях ВВС (Забайкальский военный округ).
Участник боёв на Халхин-Голе, служил в 22-м истребительном авиационном полку, совершил 35 боевых вылетов на истребителе И-15, лично сбил 1 вражеский самолёт.
Участвовал в Советско-финской войне, был командиром звена 149-го истребительного авиаполка. Совершил 19 боевых вылетов на истребителе И-153, в воздушных боях сбил 1 самолёт противника.
Участник Великой Отечественной войны с июня 1941 года, был командиром звена, заместителем командира авиаэскадрильи 149-го истребительного авиационного полка.
Участник оборонительных боёв на юге Украины, обороны Донбасса и Ростова-на-Дону. Совершил 229 боевых вылетов на истребителях И-153, МиГ-3 и ЛаГГ-3, в 32 воздушных боях лично сбил 2 и в составе группы 5 самолётов противника.
В 1942 году окончил курсы воздушно-стрелковой подготовки. С 1944 года по 1946 год — заместитель командира 26-го запасного авиационного полка по воздушно-стрелковой службе. В марте 1946 года Павлов ушёл в запас в звании майора.
До 1948 года работал командиром планерного отряда Центрального аэроклуба имени Чкалова. В 1950 году окончил курсы при школе лётчиков-испытателей.
В 1952 году вернулся в ВВС
До 1964 года- лётчик-испытатель КБ-1. Проводил испытания различной аппаратуры и автопилотов для крылатых ракет. С 1951 по 1952 годы совместно с Сергеем Анохиным и Фёдором Бурцевым провёл испытания пилотируемого аналога самолёта-снаряда КС ("Комета-3").
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 3 февраля 1953 года за мужество и героизм, проявленные при испытании новой авиационной техники, майору Павлову было присвоено звание Героя Советского Союза.
С 1964 года по 1970 год — лётчик-испытатель НИИ Министерства радиопромышленности СССР, занимался испытаниями различного самолётного радиолокационного оборудования на самолётах Ил-18, Ил-28, МиГ-17, МиГ-19, Ту-104, Ту-124, Як-25.
В апреле 1970 года ушёл в запас в звании полковника.
1970-1982 гг. - ведущий инженер в ЦКБ "Алмаз".
Жил в Москве.
Умер 6 декабря 2017 года.
Заслуженный лётчик-испытатель СССР, лауреат Сталинской премии II степени (1953 год) — за выдающиеся изобретения и коренные усовершенствования методов производственной работ
