Родился 28 ноября 1971 г. в гор. Минске (Белорусская ССР, ныне Белоруссия).
После окончания средней школы поступил на исторический факультет Белорусского государственного университета (БГУ). Окончив третий курс, покинул БГУ и поступил на факультет международных экономических отношений Белорусского экономического университета.
До 1992 г. работал в одном из минских банков, затем перешел на белорусское Гостелерадио.
В 1994 г. стал автором и ведущим еженедельной аналитической программы "Проспект" на Телевизионном белорусском канале (ныне - "Беларусь 1"). Спустя год удостоен премии Белорусского ПЕН-центра как лучший тележурналист страны. В 1996 г. работал главным редактором "Белорусской деловой газеты".
В 1996 г. стал заведующим минским бюро Общественного российского телевидения (ОРТ, ныне - Первый канал) и собственным корреспондентом ОРТ по Белоруссии. Работая журналистом, неоднократно выступал с критикой белорусских властей.
7 июля 1997 г. был лишен журналистской аккредитации. Министерство иностранных дел Беларуси заявило, что его репортажи "систематически содержат намеренные искажения информации о событиях в Республике Беларусь, которые оскорбляют чувства всего белорусского народа".
22 июля Павел Шеремет вместе с оператором и водителем был задержан и оштрафован пограничниками во время съемок сюжета о контрабандистах на белорусско-литовской границе. Через несколько дней после выхода репортажа в программе "Время", 26 июля Шеремет был арестован и обвинен в умышленном незаконном пересечении государственной границы Белоруссии, получении денег от зарубежных спецслужб, осуществлении незаконной журналистской деятельности.
История с задержанием сотрудника ОРТ вызвала бурную критическую реакцию российских СМИ, общественных и политических деятелей. Президент России Борис Ельцин назвал арест "возмутительным". В начале октября 1997 г. российские власти отказались предоставить воздушный коридор самолету президента Белоруссии Александра Лукашенко, который планировал посетить Липецкую и Ярославскую области. Борис Ельцин публично заявил: "Он пусть Шеремета сначала отпустит!". В итоге журналист 8 октября был отпущен из-под стражи и 28 января 1998 г. приговорен к двум годам с отсрочкой исполнения приговора на один год.
В 1998 г. работал в Минске в качестве специального корреспондента информационных программ ОРТ "Новости" и "Время".
В январе 1999 г. переехал в Москву, стал шеф-редактором российской и зарубежной корреспондентской сети дирекции информационных программ ОРТ. С июля по декабрь 1999 г. - ведущий еженедельной аналитической программы "Время".
В январе 2000 г. указом президента РФ Владимира Путина получил российское гражданство.
В феврале-марте 2000 г. вел на ОРТ воскресную "Информационную программу с Павлом Шереметом". Весной того же года ушел из новостных программ, стал автором документальных фильмов и специальных проектов ОРТ. Снял документальные ленты "Дикая охота" и "Дикая охота-2", "Осетровая война", "Чеченский дневник", "1991-Последний год империи», "Последняя высота генерала Лебедя", "Казнь Саддама. Война без победителя" и др. Покинул телеканал в 2008 г.
В октябре 2004 г. Шеремет подвергся нападению в Минске: он был избит неизвестными в ходе потасовки, после чего все участники инцидента были доставлены в отделение милиции Советского РУВД. В отношении журналиста был составлен протокол об административном правонарушении.
Позже Шеремета отправили в 4-ю клиническую больницу города с подозрением на черепно-мозговую травму.
В 2005 г. основал оппозиционный новостной сайт "Белорусский партизан".
С 2009 по 2016 г. сотрудничал с журналом "Огонек", был обозревателем, редактором отдела политики и общества.
Весной 2010 г. стало известно, что Шеремет лишен гражданства Белоруссии. В качестве официальной причины в документах указывалось наличие у него российского гражданства.
В 2011 г. был ведущим передачи "Приговор" на телеканале РЕН ТВ, в 2013-2014 гг. - программы "Прав? Да!" на Общественном телевидении России.
На протяжении последних нескольких лет жил и работал на Украине. Являлся автором проекта "Диалоги" на телеканале "24", ведущим радиостанции "Радио Вести", исполнительным директором издания "Украинская правда".
Погиб 20 июля 2016 г. в Киеве в результате взрыва автомобиля. Похоронен на Северном кладбище под Минском.
Полиция Киева предварительно квалифицировала гибель журналиста как умышленное убийство. 12 декабря 2019 г. глава МВД Украины Арсен Аваков сообщил, что Национальная полиция задержала фигурантов по делу убийства Павла Шеремета. Первый заместитель главы Национальной полиции Украины Евгений Коваль заявил, что "следствие подозревает пять человек в убийстве Шеремета. Это Андрей Антоненко, Юлия Кузьменко, Яна Дугарь и супруги Ирина и Владислав Грищенко".
В 1998 г. был удостоен премии Международного комитета защиты журналистов за вклад в развитие свободы слова. В 2002 г. стал лауреатом премии ОБСЕ за демократию и за защиту прав человека в области журналистики.
Автор книг "Случайный президент" (2003, в соавторстве со Светланой Калинкиной), "Питерские тайны Владимира Яковлева" (2005) и " Саакашвили/Грузия. Погибшие мечты" (2009), а также пособий "Журналистика. Введение в профессию" (2004) и "TV. Между иллюзией и правдой жизни" (2009).
Был женат. Вдова - Наталья. Дети - Николай и Елизавета.