Павел Петрович Кадочников родился 29 июля 1915 года в Петрограде, в рабочей семье.

В гражданскую войну семья Павла переехала на родину отца, в небольшое уральское село Бикбарда. Там и прошло детство Павла. В деревне он учился в школе, там же и проявилось его увлечение рисованием, мать поддерживала его в этом увлечении.

После возвращения в 1927 года в Ленинград он поступил в детскую художественную студию, мечтая стать профессиональным художником. Однако доучиться не удалось – тяжело заболел отец, и Павел пошел учеником слесаря на завод – надо было поддерживать семью, где он был старшим. Но в художественной студии Павел продолжал заниматься.

С 1929 года началось его увлечение театром, сначала он учился в техникуме при ТЮЗе, а потом и в театральном институте. Так получилось, что Кадочников стал студентом института в 15 лет. В 17 лет (1932 год) сокурсница Татьяна Никитина родила от него сына Константина (1932-1984), о котором сам Кадочников не знал до 14-летия Константина (Константин Кадочников был актёром). В 1935 году он его закончил, поступил в ТЮЗ и стал его ведущим актёром. Его первой ролью стал Лель в «Снегурочке». Роль Купавы играла актриса Розалия Котович. Совместная работа вскоре привела к их браку.

Его начали приглашать на съемки в кино. Сначала он на экране очень себе не понравился и даже собирался никогда больше в кино не сниматься. Но в 1937 году все же снялся в небольшом эпизоде в фильме «Человек с ружьем» режиссера Юткевича, потом сразу в двух ролях у Юткевича в фильме «Яков Свердлов».

Настоящий успех пришел к актеру в 1941 году, в комедии «Антон Иванович сердится». В конце декабря 1944 года в семье Павла Кадочникова и Розалии Котович на станции Кавказская в окрестностях Тбилиси (Грузия) родился сын, Пётр Кадочников (1944-1981), он потом тоже стал актёром.

Во время войны Кадочников снимается в фильмах «Оборона Царицына» и «Иван Грозный». Творческая работа с великим режиссёром Сергеем Эйзенштейном привела Кадочникова к решению оставить театр и посвятить себя кино. Среди его ролей особенно знаменитыми стали работы в картинах: «Подвиг разведчика» (1947), «Повесть о настоящем человеке» (1948), «Далеко от Москвы» (1950), «Укротительница тигров» (1954) и другие.

Актер активно снимался в кино, причем он великолепно играл самые противоположные по характеру и типажу и роли и прекрасно выглядел в самых разных амплуа, поскольку обладал не только актерским талантом и отличительными внешними данными, но и искусством перевоплощения.

Пробовал Кадочников свои силы и в режиссуре, а в 1956-1958 годах он – художественный руководитель студии киноактера при киностудии «Ленфильм». Однако в середине 1960-х годов Павел Петрович попал в опалу к высшему руководству, его перестали приглашать сниматься и не давали роли в театре, тогда он ездил по стране с концертами, на которых у актера всегда был аншлаг.

В кино Кадочников смог вернуться лишь в 1976 году, когда Никита Михалков пригласил его на роль в фильме «Неоконченная пьеса для механического пианино». После выхода этой картины актер вновь стал востребован режиссерами – от предложений сниматься не было отбоя, но далеко не каждое им принималось.

Весной 1981 года в семье Кадочникова произошла трагедия – погиб его младший сын, и единственным спасением для актера стала работа – в 1982 году он снялся сразу в 5 фильмах. Среди наиболее заметных его работ тех лет – роли в картинах: «Ленин в Париже», «Пропавшие среди живых», «Сокровища Агры» и другие.

Народный артист СССР, Герой Социалистического Труда, лауреат трех государственных премий.

Скончался Павел Петрович Кадочников 2 мая 1988 года из-за острой сердечной недостаточности в Ленинграде, где и был похоронен на Серафимовском кладбище.