Родился 8 сентября 1966 г. в Москве. Дед по матери – сотрудник органов госбезопасности, отец – крупный чиновник в полиграфической сфере, мать – педагог.
В 1991 г. окончил Высшую школу КГБ СССР им. Ф.Э. Дзержинского (ныне – Академия ФСБ России), в 2002 г. – магистратуру Школы права Питтсбургского университета в США.
Доктор юридических наук. В 2002 г. в Московском университете МВД защитил кандидатскую диссертацию по теме "Динамика разрешения юридических конфликтов (теоретико-правовое исследование)". В том же году получил ученое звание магистра права в Питтсбургском университете, защитив диссертацию по теме "Разрешение международных коммерческих споров".
В 2006 г. в Московском университете МВД защитил докторскую диссертацию на тему "Юридические конфликты и современные формы их разрешения (теоретико-правовое исследование)".
В 1984-1986 гг. служил в Пограничных войсках КГБ СССР.
С 1990 по 1994 г. работал юрисконсультом, начальником юридического отдела в акционерном обществе "Авиа-Русь".
С 1994 г. - член Московской городской коллегии адвокатов, с 2002 г. - Адвокатской палаты г. Москвы.
В 1994 г. создал свою адвокатскую группу, в 2004 г. – собственную "Коллегию адвокатов Павла Астахова" (в настоящее время является ее президентом).
Осуществлял защиту и представлял интересы организатора финансовой пирамиды "Властелина" Валентины Соловьевой, американского гражданина, обвиненного в шпионаже в пользу США, Эдмонда Поупа, руководителя холдинга "Медиа-Мост" Владимира Гусинского, мэра Москвы Юрия Лужкова, телекомпаний НТВ, ТНТ, ОРТ, РЕН-ТВ, журналистов Евгения Киселева, Сергея Доренко, Михаила Леонтьева, издательского дома "Коммерсант", радиостанции "Эхо Москвы", писательницы Дарьи Донцовой и др.
С 2004 г. являлся профессором кафедры теории государства и права Московского университета МВД России.
Во второй половине 2000-х гг. получил известность как телеведущий. В 2004–2012 гг. вел теле-шоу "Час суда" (РЕН ТВ), в 2008–2012 гг. - общественно-политическое ток-шоу "Три Угла с Павлом Астаховым" (РЕН ТВ), с 2009 г. – программу "Дело Астахова" на телеканале "Домашний". В 2006–2007 гг. на радио "Сити-FM" вел передачу "Приемы адвокатской защиты".
В 2006–2007 гг. – профессор, с 2008 г. - заведующий кафедрой гражданского процесса Института экономики, управления и права Российского государственного гуманитарного университета (РГГУ).
В 2007 г. избирался сопредседателем Всероссийского совета "Инициативных групп в поддержку Путина" (движение "За Путина!").
В 2008–2009 гг. – член Общественной палаты РФ, входил в Комиссию по коммуникациям, информационной политике и свободе слова в средствах массовой информации. Досрочно прекратил свои полномочия в связи с назначением на должность Уполномоченного при президенте РФ по правам ребенка.
С 30 декабря 2009 г. по 9 сентября 2016 г. - Уполномоченный при президенте РФ по правам ребенка (сменил на этом посту Алексея Голованя). 12 июля 2012 г. указом президента РФ Владимира Путина вновь назначен на данный пост. Был сторонником запрета усыновления российских детей иностранцами, выступал за закрытие детских домов и интернатов и развитие института приемных семей, за ужесточение уголовного наказания за развратные и сексуальные действия в отношении несовершеннолетних и против снижения возраста привлечения к уголовной ответственности для малолетних преступников и др.
С октября 2012 г. входил в состав Правительственной комиссии по делам несовершеннолетних и защите их прав.
В июне 2016 г. разразился скандал, вызванный словами Павла Астахова, обращенными к детям, выжившим при шторме 18 июня на Сямозере в Карелии (в результате ЧП погибли 14 воспитанников детского оздоровительного лагеря). Вопрос "Ну что, как поплавали?", заданный омбудсменом, привел к крайне негативной общественной реакции. 24 июня на сайте интернет-голосований change.org начался сбор подписей за отставку Астахова (было собрано более 159 тыс.). Позднее уполномоченный объяснил, что его слова были "вырваны из контекста".
1 июля 2016 г. Павел Астахов подтвердил информацию о том, что подал заявление об отставке. 9 сентября 2016 г. указом президента РФ Владимира Путина Павел Астахов был освобожден от должности.
После отставки возобновил адвокатскую практику. Кроме того, с 2021 г. ведет программу "Простые чудеса" на телеканале "Спас".
Общая сумма декларированного годового дохода за 2015 г. составила 13 млн 664 тыс. руб., супруги – 11 млн 762 тыс. руб.
Действительный государственный советник РФ I класса (2011).
Награжден орденом Почета (2012), Почетной грамотой Президента РФ (2014).
Заслуженный юрист РФ (2024).
Также имеет медаль "За заслуги перед Чеченской республикой" (2013), ордена "За заслуги перед Республикой Башкортостан" (2014), "Томская слава" (2014).
Лауреат премии медиахолдинга РосБизнесКонсалтинг "Персона года" за 2005 г. и Национальной премии Российской академии бизнеса и предпринимательства "Россиянин года" за 2007 г.
Автор книг по юридическим вопросам, в частности, "Как получить наследство " (2006), "Права потребителя. Юридическая помощь с вершины адвокатского профессионализма" (2011) и др.
Опубликовал ряд беллетристических произведений, в том числе романы "Мэр" (2007), "Рейдер" (2007), "Продюсер" (2009) и др. По роману "Рейдер" в 2011 г. снят одноименный художественный фильм.
Владеет шведским, испанским, французским, английским языками.
Женат, супруга Светлана Астахова (1968 г.р.) работала пресс-секретарем в "Коллегии адвокатов Павла Астахова", была продюсером телепрограмм с участием своего мужа. Трое сыновей - Антон (1988 г. р.), Артем (1993 г. р.) и Арсений (2009 г. р). Антон Астахов учился в Великобритании, по данным Центробанка РФ, являлся членом совета директоров Регионального банка развития (Москва; владел 8,48% акций банка; лицензия банка отозвана 10 ноября 2015 г.), совладельцем банка "Церих" (г. Орел; 9,65%, лицензия отозвана 26 февраля 2016 г.). В настоящее время является совладельцем казанского банка "Анкор банк сбережений" (по данным Банка России владеет 9% акций), один из учредителей Правового центра Павла Астахова.
Увлекается коллекционированием увеличительных стекол, охотой, спортивной стрельбой, боксом, дайвингом.