Павел Кузнецов родился 5 ноября 1878 г. в Саратове в семье иконописца. Когда художественные наклонности мальчика ясно определились, он поступил в «Студию живописи и рисования» при Саратовском обществе любителей изящных искусств, где занимался в течение нескольких лет (1891-1896 гг.) под руководством В.В. Коновалова и Г.П. Сальвини-Баракки. Встреча с В.Э. Борисовым-Мусатовым оказала серьёзное воздействие, не только на Кузнецова, но и на всю саратовскую художественную молодежь. В 1897 г. блестяще выдержал вступительные экзамены в Московском училище живописи, ваяния и зодчества. Учился: сначала у А.Е. Архипова, потом у К.А. Коровина и В.А. Серова. Учёба дала круг друзей и единомышленников, позже сформировавших художественное объединение «Голубая роза».

В 1902 г. сблизился с В.Я. Брюсовым и символистами. Сотрудничал с изданиями символистского толка: журналами «Искусство», «Золотое руно», входил в объединение «Мир искусства».

В 1902 г. Кузнецов совместно с К.С. Петровым-Водкиным и П.С. Уткиным расписали церкви Казанской Божьей Матери в Саратове.

В 1904 г. Кузнецов был одним из организаторов выставки «Алая роза», а также принял деятельное участие в формировании художественного объединения «Голубая роза», окончательно определившимся после одноимённой выставки в 1907 г.

В 1906 г. по приглашению Сергея Дягилева ездил в Париж, где посещал частные художественные студии и его работы приняли участие в выставке русского искусства, по результатам которой Кузнецов был избран членом Осеннего Салона (пожизненно).

Был членом объединений «Мир искусства», «Союз русских художников», «Четыре искусства».

В конце 1900-х в творчестве художника наступил кризис. Начались повторы, казалось, что мастер исчерпал себя. Но предприняв поездки в Заволжские степи (1911-1912) и Среднюю Азию (1912-1913), творческий гений Кузнецова вновь взлетает ввысь, ещё выше, чем в «голуборозовский» период.

В годы революции принимал участие в издании журнала «Путь освобождения», вёл педагогическую работу, заведовал секцией живописи в отделе ИЗО Наркомпроса (1919-1924). Создаёт новые вариации восточных мотивов, в которых заметно влияние древнерусской живописи, пишет прекрасные портреты жены Е.М. Бебутовой (1921-1922 гг.), оформляет литографские серии «Туркестан» и «Горная Бухара» (1922-1923 гг.).

В 1923 году по командировке Наркомпроса побывал с персональной выставкой в Париже (ездил совместно с Е.М. Бебутовой), после чего появляются знаменитые «Парижские комедианты».

Творческие открытия принесли поездки художника в Крым и на Кавказ (1925-1929 гг.).

Работы конца 1920 – начала 1930-х были последним, третьим пиком взлёта творчества Кузнецова.

Организатор и председатель художественного общества «Четыре искусства» (1924-1931).

1928 – заслуженный деятель искусств РСФСР.

В 1917-37, 1945-48 преподавал в Московском институте изобразительных искусств и других институтах. Три последних десятилетия жизни не переставал активно работать, в основном, в жанре пейзажа и натюрморта. Часть этих работ находится в собрании Саратовского государственного художественного музея им. А.Н. Радищева.

Скончался в Москве 21 февраля 1968 года.