Павел Астахов родился 8 сентября 1966 года в городе Москва. Его отец работал в типографии, а мать была педагогом. С правоохранительной средой Павел был связан только по линии деда, который был видным чекистом и долгое время работал с Вячеславом Менжинским.
Детство будущего юриста прошло в Зеленограде. Он неплохо учился, однако после окончания средней школы поступать в институт не стал. Вместо этого Павел отправился на службу в пограничные войска. Тут, на границе с Финляндией, Павел провел два года, в течение которых утвердился в дальнейшем жизненном пути. По окончании службы Астахов решил остаться в правоохранительных структурах и поступил в Высшую школу КГБ СССР.
Окончив учебу в 1991 году, Павел начал заниматься адвокатской деятельностью, однако в скором времени решил продолжить обучение и в 2000 году переехал в Америку, в Питтсбург, где поступил в магистратуру местного университета. Впоследствии об учебе в США юрист отзывался крайне лестно, называя Соединенные штаты «своей второй родиной».
С 1991 года Павел Астахов участвовал в качестве адвоката во многих нашумевших судебных процессах. В начале девяностых он непродолжительное время работал в Испании, однако наибольшую известность получил именно в России. Среди его подзащитных были многие известные политики, а также звезды российского шоу-бизнеса.
В 1995 году Павел Астахов представлял в суде интересы Валентины Соловьевой, печально известной основательницы финансовой пирамиды «Властилина». Пятью годами позже в рамках судебного процесса адвокат защищал еще одного «великого махинатора» - Владимира Гусинского.
В 2004 году Павел Алексеевич дебютировал на телевидении в качестве ведущего передачи «Час суда», которая впоследствии приобрела широкую популярность и в России, и за рубежом. Благодаря этому шоу Астахов стал известен и за пределами юридического сообщества. В 2005 году медиахолдинг РБК назвал Астахова «Персоной года», отметив его вклад «в повышение правовой культуры населения». В 2007 Российская академия бизнеса и предпринимательства удостоила его звания «Россиянин года». Ряда престижных наград была удостоена и сама передача «Час суда».
Работу над ней юрист прервал двумя годами позднее, начав работать над другим шоу - «Три угла с Павлом Астаховым», которое также как и «Час суда» выходило в эфир канала «Рен-Тв».
Впоследствии известный юрист участвовал в ряде других проектов, среди которых наиболее известными были передачи «Дело Астахова» и «По делам несовершеннолетних». Помимо этого Павел Алексеевич некоторое время работал на радио «Сити-FM», где вел правовую передачу.
В 2007 году Астахов дебютировал также и в качестве писателя, представив на суд публики роман «Мэр». Впоследствии на прилавках книжных магазинов России появилось множество произведений автора правового и художественного толка. Особую любовь читателей получил его роман «Рейдер», который отличается обилием критики, касающейся деятельности Главного следственного управления России и ГУВД Москвы. В 2011 году данный роман был экранизирован, хотя до этого едва не стоил адвокату карьеры.
В первые годы президентства Владимира Путина Астахов активно критиковал судебную и правоприменительную систему России, отмечая, что прокуратура лишь «слепо исполняет пожелания власти». Однако в 2007 году неожиданно для всех Павел Алексеевич возглавил всероссийское движение «За Путина». Свое решение юрист и телеведущий обосновал рядом правовых изменений в жизни государства и общества.
В конце декабря 2009 года занял пост уполномоченного по правам ребенка. После истечения срока мандата в 2012 году Владимир Путин продлил полномочия омбудсмена.
Павел Астахов 30 июня 2016 года подал в отставку с поста уполномоченного президента по правам ребенка. Указом Президента от 9 сентября 2016 года Астахов освобожден от занимаемой должности по собственному желанию.
В 2017 году Павел Алексеевич стал членом правления Российского союза промышленников и предпринимателей. Является руководителем группы по законодательству и правовому обеспечению безопасности предпринимательской деятельности РСПП.