Родился 5 января (23 декабря 1909) 1910 года в Зайсане (ныне Республика Казахстан). Отец – учитель Зайсанской приходской школы, выходец из среды семиреченских казаков.
Окончил школу в Омске в 1925 году, затем несколько месяцев проучился во Владивостокском университете. В 1926 году ушел в плавание матросом. Был старателем на золотых приисках реки Лены, о чем рассказал в книгах очерков “В золотой разведке” (1930) и “Люди в тайге” (1931).
Первые стихи опубликовал во владивостокских газетах в 1926-1927 годах.
В 1928 году переехал в Москву учиться в Высшем литературно-художественном институте им. В. Я. Брюсова.
Публиковался в московских журналах, выступал с чтением собственных стихов. Имел репутацию “хулигана”, близкого по духу и стилю поведения С. А. Есенину, которого высоко чтил. Первая поэма “Песня о гибели казачьего войска” (в 18-ти частях, писавшаяся в 1928-1932) распространялась в списках. За короткое время он написал 10 поэм фольклорно-исторического содержания, из которых в печати появилась только поэма “Соляной бунт” (1934).
В 1932 вместе с Евгением Забелиным, С. Марковым, Леонидом Мартыновым и другими сибирскими литераторами был арестован по обвинению в принадлежности к контрреволюционной группировке литераторов – дело т. н. “Сибирской бригады”, – однако осужден не был. В 1934 против него развернулась кампания травли, в ходе которой его обвиняли в пьянстве, хулиганстве, антисемитизме, белогвардейщине и защите кулачества, к которой присоединился и М. Горький, указав на целесообразность его “изолирования”. В 1935 в результате окололитературных провокаций и доносов осужден за “злостное хулиганство”, весной 1936 освобожден.
В 1936 году на экраны СССР вышел фильм “Партийный билет”, в котором Павел Васильев стал прообразом главного героя – “шпиона”, “диверсанта” и “врага народа”.
В феврале 1937 года вновь арестован и 15 июля приговорен Военной коллегией Верховного суда СССР к расстрелу по обвинению в принадлежности к “террористической группе”, якобы готовившей покушение на Сталина. Расстрелян в Лефортовской тюрьме 16 июля 1937. Похоронен в общей могиле “невостребованных прахов” на новом кладбище Донского монастыря в Москве.
В 1956 году посмертно реабилитирован. Заново разгорелись споры о его политической позиции, в ходе которых поэта, убитого в возрасте 27 лет, достойно защищал C. Залыгин. Большую роль в восстановлении доброго имени, в собирании и издании разрозненного тогда творчества Павла Васильева сыграли его вдова Елена Александровна Вялова-Васильева (1909-1990), его свояк и литературный покровитель Иван Гронский (в 1930-е годы ответственный редактор газеты “Известия”), а также его друг поэт Сергей Поделков, сами уже отбывшие сроки заключения.
В стихах Васильева сочетаются фольклорные мотивы старой России с открытым, лишенным штампов языком революции и СССР. Выросший в Казахстане среди прииртышских казачьих станиц, основанных потомками новгородских ушкуйников, ходивших на Обь еще в XIV веке, будущий поэт с детства впитал две великие культуры – древнерусскую и казахскую, что позволило ему стать своеобразным мостом между противоположностями – Востоком и Западом, Европой и Азией.
В поэме “Кулаки”, которую считали “одним из самых значительных” произведений поэта, им ярко показана разноплановость советской деревни, невозможность быстро привыкнуть к обобществлению и коллективизации, борьба с кулаками, ведущаяся советской властью и часто приводящая к трагическим последствиям.
В своей последней, во многом автобиографической поэме “Христолюбовские ситцы” (1935-1936) Павел Васильев изобразил грядущий постсоветский период развития страны и показал в образе Игнатия Христолюбова мучительный, но неизбежный процесс формирования героического человека будущего – художника и творца, сочетающего в себе идеалы Христа с практическими делами Ленина, – гения, способного преодолеть пороки этого мира.
Огромная взрывная сила мыслей и образов Павла Васильева основана на страстной вере поэта в то, что увековеченное им в стихах “прекраснейшее, выспренное” будущее страны и мира безусловно будет воплощено в жизнь новыми героями, идущими по его стопам.