Родился 5 октября 1940 г. в Москве.
В 1963 г. окончил Высшее театральное училище им. М. С. Щепкина (ныне Высшее театральное училище, институт, им. М. С. Щепкина при Государственном академическом Малом театре России). Выпускник курса народного артиста СССР Николая Анненкова.
В 1963-1965 гг. Виктор Павлов был актером Московского театра "Современник".
В 1965-1969 и 1985-1990 гг. служил в Московском драматическом театре им. М. Н. Ермоловой. Исполнял роли в спектаклях: "Лес" по комедии Александра Островского, "Бег" по пьесе Михаила Булгакова, "Время и семья Конвей" по произведению Джона Бойнтона Пристли, "Бал воров" по комедии Жана Ануя.
С 1969 по 1977 г. - актер Московского академического театра им. Вл. Маяковского. Был задействован в постановках: "Беседы с Сократом" по пьесе Эдварда Радзинского, "Разгром" по роману Александра Фадеева, "Таланты и поклонники" по произведению Александра Островского, "Дети Ванюшина" по пьесе Сергея Найденова.
В 1977-1985, 1990-2006 гг. служил в Государственном академическом Малом театре России. Играл в спектаклях: "Король Лир" по трагедии Уильяма Шекспира, "Мой любимый клоун" по повести Василия Ливанова, "Фома Гордеев" по роману Максима Горького, "Горе от ума" по произведению Александра Грибоедова, "Горячее сердце" и "Дикарка" по пьесам Александра Островского, "Ревизор" по комедии Николая Гоголя.
В кино Виктор Павлов дебютировал в 1961 г., исполнив эпизодическую роль почтальона в фильме Льва Кулиджанова "Когда деревья были большими". Широкую известность ему принесла роль роль студента, пришедшего на экзамен со спрятанной рацией, в комедии Леонида Гайдая "Операция "Ы" и другие приключения Шурика" (1965). Также актер снимался в фильмах "На войне как на войне" по повести Виктора Курочкина (1968, режиссер Виктор Трегубович), "Адъютант его превосходительства" по мотивам романа Игоря Болгарина (1969, Евгений Ташков), "Двенадцать стульев" по произведению Ильи Ильфа и Евгения Петрова (1971, Леонид Гайдай), "Место встречи изменить нельзя" по роману Аркадия и Георгия Вайнеров "Эра милосердия" (1979, Станислав Говорухин), "Одиноким предоставляется общежитие" (1983, Самсон Самсонов), "В августе 44-го..." по роману Владимира Богомолова (2001, Михаил Пташук). В общей сложности Виктор Павлов исполнил более 140 ролей в фильмах и сериалах.
Виктор Павлов скончался 24 августа 2006 г. в Москве на 66-м году жизни. Похоронен на Кунцевском кладбище.
Народный артист РФ (1994).
Был награжден орденом "За заслуги перед Отечеством" IV степени (1999).
Был женат на заслуженной артистке РСФСР Татьяне Говоровой (род. 1940). Дочь - Александра (род. 1967).