Физиолог, создатель учения о высшей нервной деятельности, основатель крупнейшей школы физиологов; академик Петербургской АН (1907), Российской академии наук (1917), АН СССР (1925).

Родился в семье священнослужителя. Окончил естественное отделение Петербургского университета (1875) и МХА (1879), руководил экспериментальной лабораторией при академической терапевтической клинике С. П. Боткина (с 1878), стажировался в Германии (1884-1886 гг.); с 1890 г. - профессор фармакологии, затем физиологии ВМА, с 1925 г. – директор Института физиологии АН.

Автор классических исследований по физиологии пищеварения (Нобелевская пр., 1904) и кровообращения, которые позволили легально изучить нервную регуляцию пищеварения и получить ценные сведения по нервной регуляции деятельности сердца и артериального давления.

Искусным хирург, Павлов довёл до совершенства методику изучения физиологических реакций у живых неанестезированных лабораторных животных, главным образом собак, ввёл в практику хронический эксперимент. Важнейшее достижение Павлова - открытие феномена условного рефлекса. Изучение закономерностей выработки и угасания условных рефлексов позволило на простой модели (реакция слюнных желёз у собак) исследовать сложные процессы в нервной системе и построить законченную теорию высшей нервной деятельности.

Большую роль в развитии физиологии и медицины сыграли также исследования Павлова и его учеников по проблемам влияния коры больших полушарии и подкорковых образований на рефлекторную деятельность, взаимодействия фазовых процессов (возбуждения, торможения) при различных функциональных состояниях, разработка представлений об анализаторах. Павлов был одним из первых, кто понял и начал изучать влияние генетических факторов на поведение.

В 1920-1930-е гг. Павлов, смело отстаивавший не только свои научные, но и общественные взгляды, неоднократно выступал (как на лекциях, так и в письмах к руководству страны) против произвола, насилия и подавления свободы мысли.

В 1924 г. он оставил кафедру физиологии в ВМА в знак протеста против исключения из академии детей священнослужителей. Многочисленные ученики Павлова развивали теорию высшей нервной деятельности. Однако некоторые из его последователей (А. Д. Сперанский, К. М. Быков и др.) неправомерно расширили сферу приложения его идей. Пользуясь поддержкой политического руководства страны, они сделали попытку превратить живую научную теорию в догматическое учение.

В 1950 г. была проведена объединённая (т.н. Павловская) сессия АН и АМН СССР, решения которой абсолютизировали учение Павлова, превратив его в универсальную теорию медицины и доведя многие его положения до абсурда: в таком виде «павловский нервизм» был внедрен в теоретическую и клиническую медицину.

Начиная с 1960-х гг. отечественная медицина постепенно преодолела догматизм «павловского периода» своей истории, что создало условия для творческого развития учения великого физиолога.