Родился 5 марта 1951 г. в гор. Одессе (Украинская ССР, ныне Украина).
В 1973 г. окончил исторический факультет Одесского государственного университета (ныне Одесский национальный университет им. И. И. Мечникова).
После окончания вуза по распределению работал учителем истории в Одесской области, но вскоре был уволен за распространение самиздата - книги "Архипелаг ГУЛАГ" Александра Солженицына.
В 1974 г. переехал в Москву, вошел в круг советских диссидентов. Чтобы избежать наказания за тунеядство, подрабатывал столяром, маляром и т. п.
В 1978-1980 гг. - член редакционной коллегии антисоветского журнала "Поиски" (среди других издателей - Валерий Абрамкин, Виктор Сокирко).
С началом перестройки и гласности в СССР Глеб Павловский стал работать журналистом. В 1986 г. он начал сотрудничать с ежемесячником "Век XX и мир", который издавал Советский комитет защиты мира (лидеры - Юрий Жуков, затем Генрих Боровик). С 1990 г. и до конца выпуска этого издания в 1995 г. был его главным редактором.
В 1987 г. вместе с Владимиром Яковлевым выступил одним из соучредителей информационной службы "Факт". В 1989-1993 гг. был директором частного информационного агентства "Постфактум". Параллельно в 1991-1992 гг. являлся заместителем председателя правления издательского дома "Коммерсант" Владимира Яковлева.
В 1993-1994 гг. Глеб Павловский был членом редакционного совета "Общей газеты", выпускал ежеквартальный журнал "Пределы власти", также сотрудничал с "Независимой газетой" и "Московским комсомольцем".
В 1995 г. совместно с Владимиром Яковлевым и журналистом Максимом Мейером Глеб Павловский основал ООО "Фонд эффективной политики" (ФЭП) и стал его президентом. Организация занималась избирательными кампаниями и политическими технологиями. Первым опытом избирательный кампании ФЭП стали парламентские выборы 1995 г., на которых организация помогала общественно-политическому движению "Конгресс русских общин" (КРО; лидеры - Дмитрий Рогозин и Юрий Скоков), однако КРО не смог преодолеть пятипроцентный избирательный барьер и в Думу не прошел.
В 1996 г. ФЭП принимал участие в президентской избирательной кампании Бориса Ельцина. По словам Глеба Павловского, сам он занимался "политическим консультированием" и "политической историей". В дальнейшем ФЭП участвовал в организации выборных кампаний Владимира Путина (в 2000 и 2004 гг.). В 2004 г. ФЭП консультировал Виктора Януковича на выборах президента Украины. Также в середине 2000-х гг. ФЭП работал в Казахстане с партией "Асар" Дариги Назарбаевой, дочери первого президента страны.
ФЭП одним из первых в России занялся созданием интернет-СМИ. Глебом Павловским в сотрудничестве с Антоном Носиком были основаны электронные издания gazeta.ru, lenta.ru, vesti.ru, а также проект strana.ru, который был менее успешным. В 1997 г. совместно с Маратом Гельманом (признан в РФ иноагентом) Глеб Павловский основал выходивший в интернете "Русский журнал" и стал его главным редактором. Издание фактически прекратило существование в 2015 г.
В 2002 г. Глеб Павловский стал одним из учредителей АНО развития социальных проектов "Русский институт", с 2014 г. руководил издательством "Европа".
В 2005-2008 гг. - ведущий программы "Реальная политика" на канале НТВ.
Весной 2011 г. перешел на сторону политической оппозиции.
В 2021 г. Фонд эффективной политики Павловского был исключен из Единого государственного реестра юрлиц из-за недостоверности предоставленных сведений.
Скончался 26 февраля 2023 г. в Первом московском Хосписе им. В. Миллионщиковой на 72-м году жизни.
Глеб Павловский был награжден медалью ордена "За заслуги перед Отечеством" II степени (2008), отмечен благодарностями президента РФ (1996, 1999, 2011).