Родился 16 сентября 1910 года в селе Иваново ныне Цивильского района Чувашской Респубики в крестьянской семье. Русский. В раннем детстве потерял родителей, умерших от туберкулёза. Воспитывался у родственников, затем в детском приюте при Тихвинском женском монастыре города Цивильск (при советской власти преобразованном в детский дом). Там получил начальное образование, затем учился в Цивильской 8-летней школе, которую окончил в 1926 году. Окончил Вурнарский зооветеринарный техникум. С 1931 по 1941 год работал зоотехником Козловского районного земельного отдела и Цивильской опытной сельскохозяйственной станции (посёлок Опытный Цивильского района). Призван в армию в июле 1941 года Цивильским. Райвоенкоматом. Окончил 2-е Горьковское танковое училище в 1942 году.

В действующей армии – с мая 1943 года. Воевал в танковых частях на Волховском, Брянском, 1-м  и 2-м Украинских фронтах.

Отличился в Дебреценской наступательной операции на территории Венгрии.

6 октября 1944 года при прорыве обороны противника под городом Дьюла его танковый взвод первым ворвался в город Шаркад, уничтожив несколько вражеских орудий и миномётов, большое количество солдат и офицеров. 7 октября его взвод стремительным внезапным броском захватил мост через реку Шебеш-Кёрёш, что дало возможность переправить через неё подразделения полка. В этом бою погиб.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 24 марта 1945 года за мужество и героизм, проявленные в Дебреценской операции, лейтенанту Иванову Павлу Ивановичу присвоено звание Героя Советского Союза (посмертно).

Похоронен в городе Дьюла. Именем П.И.Иванова названы улицы в городе Цивильск и посёлке Опытный. На доме в селе Иваново, где он родился и жил, установлена мемориальная доска. На административном здании сельскохозяйственной станции в посёлке Опытный также установлена мемориальная доска. На памятной доске обелиска в честь павших воинов села Иваново, нанесено имя Героя.

Награждён орденами Ленина (24.03.1945), Отечественной войны 2-й степени (3.09.1944).

На Брянском фронте П.И.Иванов участвовал в битве на Курской дуге.

С января 1944 года сражался в составе 136-го танкового полка 8-й гвардейской кавалерийской дивизии 6-го гвардейского кавалерийского корпуса.

С  27 января по 11 февраля 1944 года участвовал на 1-м Украинском фронте в Ровно-Луцкой наступательной операции, в ходе которой 6-й гвардейский кавалерийский корпус  вместе с 1-м гвардейским кавалерийским корпусом совершил глубокий скрытый рейд в тыл противника, в результате чего была разгромлена ровенская группировка противника и во взаимодействии со стрелковыми соединениями 13-й армии 2 февраля освобождён город Ровно (Украина). По итогам операции 8-й гвардейской кавалерийской дивизии было присвоено наименование Ровенской.

С 21 по 30 июля 1944 года 6-й гвардейский кавалерийский корпус в составе конно-механизированной группы, которой командовал командир корпуса генерал-лейтенант С.В.Соколов, участвовал в Львовско-Сандомирской операции. Он вошёл в прорыв на участке 60-й армии из района южнее города Сокаль (Львовская область Украины) на территорию Польши и, наступая на запад, овладел крупными населёнными пунктами Фрамполь, Янув, Красник Люблинского воеводства (два последних – с  участием 8-й гвардейской кавалерийской дивизии) и рядом других. 28 июля соединения корпуса вышли к реке Висла в районе посёлка Аннополь (севернее Сандомира) и 29 июля освободили его, отбросив войска противника за Вислу. 30 июля 1944 года корпус был выведен в резерв.

В конце августа – начале сентября 1944 года  6-й гвардейский кавалерийский корпус был переброшен по железной дороге на 2-й Украинский фронт, на территорию Румынии. Там он был включён в конно-механизированную группу генерал-лейтенанта И.А.Плиева. Пройдя форсированным маршем по румынской территории, освобождённой 2-м Украинским фронтом в ходе Ясско-Кишиневской операции и переправившись через Восточные Карпаты, конно-механизированная группа сосредоточилась в районе города Сфынтул-Георге (севернее города Брашов). Затем по приказу командующего фронтом маршала Советского Союза  Р.Я.Малиновского совершила глубокий рейд на северо-запад, в Трансильванию на расстояние более 730 километров, в тыл Трансильванской германской группировки. В конце сентября 8-я гвардейская кавалерийская дивизия вышла на румынско-венгерскую границу.

С 6 октября П.И.Иванов в составе конно-механизированной группы генерала И.А.Плиева принимал участие в Дебреценской операции 2-го Украинского фронта, в ходе которой  в первый день наступления войска 6-го гвардейского кавалерийского корпуса, прорвав оборону противника,  штурмом овладели венгерским городом Дьюла у румынско-венгерской границы, а затем взяли город Шаркад.

На следующий день, 7 октября, войска корпуса, преодолев водную преграду – реку Шебеш-Кёрёш, продолжили наступление. Отличился и погиб в этих боях.

Из наградного листа

6.10.1944 года при прорыве обороны противника в районе города Дьюла тов. Иванов проявил мужество отвагу и беспримерную преданность нашей Родине. Уничтожая огнем и гусеницами противника, обходя противотанковые препятствия, тов. Иванов стремительно продвигался вперед. Преследуя отходящего противника. тов. Иванов первым ворвался в город Шаркад со своим взводом, уничтожив при этом 2 орудия, 5 повозок, минометную батарею и до 50 солдат и офицеров противника.

7.10.1944 года противник, перейдя на заранее подготовленный рубеж обороны – северный берег канала Шебеш-Кереш, оказывал сильное сопротивление нашим частям. Тов. Иванов, имея задачу захватить мост через канал, смело повел свой взвод в атаку. Уничтожая огнем и гусеницами заслоны противника, тов. Иванов на своем танке ворвался первым на мост, увлекая за собой остальные танки полка.
Артиллерия противника открыла сильный огонь по танку Иванова. Презирая смерть, тов. Иванов продолжал смело идти вперед. От вражеского снаряда танк взорвался, и смертью героя погиб лейтенант Иванов, до конца выполнивший свой долг перед Родиной.
За проявленную доблесть и геройство тов. Иванов достоин присвоения звания «Герой Советского Союза» посмертно.

Командир 136 танкового полка майор Семенец
11.10.1944 года