Получил домашнее образование, начал карьеру в торговле, работая с отцом. Развивая семейное дело, вместе с братом Сергеем построил бумагопрядильные фабрики, на которых было занято несколько тысяч человек. В 1866 году вместе с братом и партнёром Владимиром Коншиным организовал «Товарищество новой костромской льняной мануфактуры». Состояние Павла Третьякова на момент смерти оценивалось в 3,8 млн рублей[3].
Третьяков долго не женился. Лишь в августе 1865 года состоялась его свадьба с Верой Николаевной Мамонтовой[4], двоюродной сестрой мецената Саввы Мамонтова. В 1866 году родилась старшая дочь Вера (1866—1940), затем Александра (1867—1959), Любовь (1870—1928), Михаил (1871—1912), Мария (1875—1952), Иван (1878—1887). В 1887 году от скарлатины, осложнённой менингитом, умер Иван, всеобщий любимец. Павел Михайлович сильно горевал по этому поводу. Старший сын, Михаил, родился больным и слабоумным.
Для меня, истинно и пламенно любящего живопись, не может быть лучшего желания, как положить начало общественного, всем доступного хранилища изящных искусств, приносящего многим пользу, всем удовольствие[5].
В 1860-е годы Третьяков приобрёл картины «Привал арестантов» Валерия Якоби, «Последняя весна» Михаила Клодта, «Бабушкины сказки» Василия Максимова и другие. Третьяков высоко ценил творчество Василия Перова, которому писал в октябре 1860 года: «Берегите себя для службы искусству и для Ваших друзей». В 1860-е годы были приобретены такие работы Перова, как «Сельский крестный ход на Пасхе», «Тройка» и «Дилетант»; в дальнейшем Третьяков продолжал приобретать картины Перова, заказывал ему портреты, активно участвовал в организации посмертной выставки произведений художника.
В 1864 году в собрании Третьякова появилась первая картина, написанная на сюжет русской истории, — «Княжна Тараканова» Константина Флавицкого. В конце 1860-х годов Третьяков заказал Фёдору Бронникову произведение, ставшее впоследствии любимой картиной Веры Николаевны Третьяковой, — «Гимн пифагорейцев восходящему солнцу».
В 1874 году Третьяков построил для собранной коллекции здание — галерею, которая в 1881 году была открыта для всеобщего посещения. 31 августа 1892 года написал заявление в Московскую городскую думу о своём решении передать всю коллекцию и собрание покойного брата Сергея вместе со зданием галереи городу[6]. Год спустя это заведение получило название «Городская художественная галерея Павла и Сергея Михайловичей Третьяковых». Павел Третьяков был назначен пожизненным попечителем галереи и получил звание Почётного гражданина Москвы.
Пайщик Московского купеческого банка[7]. К концу жизни получил звание коммерции советника, был членом Московского отделения Совета торговли и мануфактур, а также действительным членом Петербургской Академии художеств (с 1893).
Скончался 4 (16) декабря 1898 года. Последние слова родственникам: «Берегите галерею и будьте здоровы»[8].
Семейное захоронение Третьяковых на Даниловском кладбищеМогила Павла Михайловича Третьякова на Новодевичьем кладбище
↑О ней см.: Приймак Н. Л.Вера Николаевна Третьякова — супруга и помощница основателя Третьяковской галереи П. М. Третьякова / Н. Л. Приймак // Третьяковские чтения : 2012 : материалы отчётной научной конференции [24–25 апреля 2012 г.] / Гос. Третьяковская галерея; [науч. ред. Л. И. Иовлева; редкол.: Л. И. Иовлева, Т. В. Юденкова]. — М. : СПМ-Индустрия, 2013. — С. 122–134. — 339, [1] с. : ил., портр. + 21 см. + 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).
Боткина А. П. Павел Михайлович Третьяков в жизни и искусстве / А. П. Боткина; [Сост. и авт. примеч. В. В. Андреева и др. ; Предисл. и общ. ред. Н. Л. Приймак]. — [5-е изд., стер.] — М. : Искусство, 1995. — 371, [3] с., [64] л. ил. — 5000 экз. — ISBN 5-210-01313-8. — OCLC35310641.
Власов В. Г. Третьяков Павел Михайлович // Стили в искусстве : Архитектура, графика. Декоративно-прикладное искусство. Живопись, скульптура : словарь : в 3 т. / В. Г. Власов. — СПб. : Кольна, 1997. — Т. 3 : Словарь имён : М—Я. — С. 388. — 655 с., [8] л. ил. : ил. — ISBN 5-88737-010-6. — OCLC605179863.
Грязнов А. И. Почётный гражданин Москвы: Страницы жизни Павла Михайловича Третьякова / Художник В. Корольков. — М.: Московский рабочий, 1982. — 192 с. — 39 000 экз.
Жукова Л. Н., Жукова О. Г. Русское купечество. Гении Дела и творцы истории. — М.: Вече, 2017. — С. 43—59. — 352 с. — (Россия. Моя история). — ISBN 978-5-4444-6215-7.
Зилоти В. П.В доме Третьякова : [Воспоминания] / В. П. Зилоти; [предисл. Н. Л. Приймак]. — М. : Искусство, 1998. — 246, [6] с., [44] л. ил., портр., факс. : ил. — ISBN 5-210-01321-9. — OCLC28635198.
Милюгина Е. Г. Павел и Сергей Третьяковы. Собрание русской живописи. Москва. — М.: Белый город; Редакция «Воскресный день», 2012. — 240 с., 175 ил. — (Музеи мира). — ISBN 978-5-7793-4031-1
Юденкова Т. В. «Русская концепция» развития галереи братьев П. М. и С. М. Третьяковых. К вопросу о мировоззрении коллекционера // Искусствознание. — 2014. — № 1—2.