Виктор Павлович Павлов родился 5 октября 1940 года в Москве. Его отец в 1950-х годах работал начальником территориального управления "Поволжье", позже занимал должность заместителя министра сельского хозяйства РСФСР.

Виктор в школьные годы занимался в детском районном хоре, затем в драматическом кружке.

В 1956 году, после окончания восьмилетки, он работал учеником слесаря на заводе, затем стал радиомонтажником и одновременно учился в вечерней школе рабочей молодежи.

Одновременно он посещал театральную студию при Доме учителя, которую вел известный актер, режиссер и педагог Вадим Богомолов.

В 1959 году Виктор Павлов поступил в Школу-студию МХАТ, но перешел в училище Малого театра имени М.С. Щепкина, где был зачислен на курс Веры Пашенной и Николая Анненкова. На курсе с ним учились Олег Даль, Виталий Соломин, Михаил Кононов.

С 1963 года, после окончания училища, Павлов работал в труппе московского театра "Современник". На сцене "Современника" Павлов сыграл роль Христиана в "Голом короле" Евгения Шварца, Огородникова в "Старшей сестре" Александра Володина, а также Репу в постановке "Два цвета" Авенира Зака и Исая Кузнецова.

В 1965 году Павлов перешел в Театр имени М.Н. Ермоловой, где сыграл одну из лучших своих ролей – Биверса в спектакле "Время и семья Конвей" Джона Пристли. Признание получили и такие роли артиста, как Дюпон Дюфор в "Бале воров" Жана Ануйя и Буланов в "Лесе" Александра Островского. В 1985-1990 годах в этом театре он сыграл роли Казмина в "Последнем посетителе" Владлена Дозорцева, Жака в постановке "Второй год свободы" Александра Буравского. Событием театральной Москвы стал спектакль "Спортивные сцены-1981" Эдварда Радзинского, где Павлов играл в актерском ансамбле с Татьяной Дорониной, Олегом Меньшиковым и Татьяной Догилевой.

С 1969 года он работал в Театре имени Маяковского. Павловым был сыгран Стыркша в "Разгроме" Александра Фадеева, Красавин в "Детях Ванюшина" Сергея Найденова, Мелет в "Беседах с Сократом" Эдварда Радзинского и другие роли. Особенно любима и дорога актеру была роль Санчо Пансы в "Человеке из Ламанчи" Дейла Вассермана и Джона Дэриона.

В 1977-1985 годах и с 1990 года актер играл в Государственном академическом Малом театре. Среди его ролей в театре – Шут в "Короле Лире" Уильяма Шекспира, Ашметьев в "Дикарке" и Аркаша Счастливцев в "Лесе" Александра Островского, Ухтищев в "Фоме Гордееве" Максима Горького, Репетилов в "Горе от ума" Александра Грибоедова.

За роль Градобоева в спектакле "Горячее сердце" Островского Виктору Павлову в 1992 году была присуждена премия Правительства Москвы.

В кино Виктор Павлов дебютировал студентом в роли почтальона в фильме Льва Кулиджанова "Когда деревья были большими" (1961). Затем он сыграл роль солдата Мити Огольцова в фильме режиссера Станислава Ростоцкого "На семи ветрах" (1962). Зрителям запомнилась в его исполнении роль студента Дуба в новелле "Наваждение" фильма "Операция "Ы" и другие приключения Шурика" (1965) Леонида Гайдая.

Затем последовала череда ярких ролей в ряде популярных лент "Время, вперед!" (1965), "Майор Вихрь" (1967), "На войне, как на войне" (1968), "Адъютант его превосходительства" (1969), "Двенадцать стульев" (1971), "Здравствуй и прощай" (1972), "Строговы" (1976), "Место встречи изменить нельзя" (1979), "Гамбринус" (1990) и другие.

Среди последних работ актера – комедия Владимира Машкова "Сирота казанская" (1997), трюковой фильм Ивана Дыховичного "Незнакомое оружие, или Крестоносец-2" (1998), мелодрама Владимира Меньшова "Зависть богов" (2000), военный фильм Михаила Пташука "В августе 44-го" (2001), драма Алексея Учителя "Космос как предчувствие" (2005). Виктор Павлов снимался в сериалах "Идеальная пара" (2001), "Бригада" (2002), "Убойная сила-4" (2002), "Даша Васильева. Любительница частного сыска-2" (2004) и других.

Последней работой актера в кино стала роль в фильме "Наблюдатель" (2007), который не был завершен.

24 августа 2006 года Виктор Павлов скончался.

В 1994 году Виктору Павлову было присвоено звание Народный артист РФ. В 1999 году он был награжден орденом "За заслуги перед Отечеством" IV степени. Он был лауреатом премии Правительства Москвы (1992), обладателем приза "Московская премьера" (2006).

Актер был женат на артистке Театра имени Ермоловой Татьяне Говоровой (1940 г.р.), Заслуженной артистке РСФСР. Дочь Александра (1967) – врач.