Павел Попов родился 30 сентября 1991 года в Рязани. С будущей профессией определился в раннем детстве. Когда будущему актеру исполнилось 6 лет, мама записала его на занятия в поэтический кружок. Незадолго до окончания школы парень объявил о своем желании поступать в творческий ВУЗ, после чего его отправили заниматься в студию «Экспромт», где азам актерской профессии его обучала Татьяна Коробкова. Первые в своей жизни спектакли Павел сыграл на этой сцене.
Профессиональное образование Попов отправился получать в столицу. В итоге он оказался в Театральном институте имени Бориса Щукина, в мастерской Валентины Николаенко. В 2012 году, окончив обучение, молодой актер было зачислен в Первую студию Театра имени Евгения Вахтангова. Позднее он пополнил ряды основной труппы театра. Каждый выход Павла на сцену становится заметным событием, спектакли с его участием отмечаются престижными наградами и пользуются неизменной любовью публики.
Сниматься в кино Павел Попов начал в 2009 году. В его фильмографии есть такие картины, как «Первая любовь», «Пингвины моей мамы», «Закон бумеранга», «Загляни ему в голову», «Золотое дно», «Каменская. Перезагрузка», «Высокий сезон» и др.
Жена – Елена Полянская, актриса; дети – Тимофей (родился в 2024) и Клим (родился в 2026).
Премия «Московского комсомольца» в номинации «Начинающие» за роль Тихона Кабанова в спектакле «Гроза».