В 1962 году окончил режиссёрский факультет ВГИКа (мастерские Рошаля и Геники). С 1964 года работал на киностудии им. М. Горького. Уже дипломная работа Любимова «Тётка с фиалками» была отмечена премией кинофестиваля в Кракове (1964). Серебряной медалью имени Довженко была отмечена режиссёрская работа Павла Любимова над фильмом «Весенний призыв», в котором главные роли сыграли Александр Фатюшин и Игорь Костолевский. Творчеству Любимова присущ интерес к современным проблемам, скрытым в будничной жизни. Среди его лучших фильмов: «Женщины», «Весенний призыв». Заслуженный деятель искусств Российской Федерации (2000).