В Красной Армии с сентября 1935г.

Служил в составе 8 скоростного бомбардировочного авиаполка.

В 1942г. направлен в формировавшийся 854 ближний бомбардировочный авиаполк. Полком командовал майор Звонцов Федор Федорович.

Личный состав полка проходил переучивание на самолет Пе-2.

Павел Федорович был назначен командиром звена.

С ноября 1942г. полк на Калининском фронте. Вел боевую работу в районах Великие Луки, Осуга.

06 января 1943г. в 11-25 9 самолетов Пе-2 (ведущий майор Звонцов, заместитель- командир 2-й эскадрильи капитан Гольдман Борис Исаакович) вылетели на бомбардировку войск противника в районе д.Громово. В 12-28 с высоты 1850м. группа сбросила бомбы на цель, выполнив задание. Была обстреляна зенитной артиллерией и атакована четверкой истребителей МЕ-109 (Мессершмитт). С задания не возвратился экипаж: старший лейтенант Васильев Павел Федорович, стрелок-бомбардир звена старший лейтенант Шаров Иван Иванович, стрелок-радист старший сержант Куликов Серафим Иванович.

Старший лейтенант Васильев попал в плен.

После освобождения прошел спецпроверку.

Награжден медалями «За взятие Кенигсберга», «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.».

Старший лейтенант Васильев был уволен в запас 11 февраля 1946г.