Ivan Petrovich est né le 14 (26) septembre 1849 à Riazan dans la famille d'un prêtre. Les ancêtres paternels et maternels de Pavlov étaient des ecclésiastiques de l'Église orthodoxe russe.
Après avoir obtenu son diplôme de l'école théologique de Riazan en 1864, Pavlov est entré au séminaire théologique de Riazan, dont il s'est souvenu plus tard avec beaucoup de chaleur. Au cours de la dernière année du séminaire, il lit un petit livre intitulé « Réflexes du cerveau » du professeur Ivan Sechenov, qui bouleverse toute sa vie. En 1870, il entre à la faculté de droit de l'université de Saint-Pétersbourg (les diplômés du séminaire étaient limités dans leur choix de filières universitaires), mais 17 jours après son admission, il est transféré au département naturel de la faculté de physique et de mathématiques, où il se spécialise dans la physiologie animale sous la direction d'Ilya Tsion et de Philip Ovsyannikov.
Pavlov ne se préoccupe guère du bien-être matériel et n'accorde aucune attention aux problèmes mondains jusqu'à son mariage. La pauvreté n'a commencé à le déprimer qu'après son mariage, en 1881, avec une habitante de Rostov, Serafima Vasilievna Karchevskaya. Ils se sont rencontrés à Saint-Pétersbourg à la fin des années 1870.
En 1883, Pavlov soutient sa thèse de doctorat « Sur les nerfs centrifuges du cœur ».
En 1884-1886, Pavlov est envoyé à l'étranger, à Breslau et à Leipzig, pour parfaire ses connaissances, où il travaille dans les laboratoires de Wilhelm Wundt, Rudolf Heidenhein et Carl Ludwig.
En 1890, Pavlov a été élu professeur et directeur du département de pharmacologie de l'Académie militaire de médecine et, en 1896, directeur du département de physiologie, qu'il a dirigé jusqu'en 1924. Parallèlement (depuis 1890), Pavlov dirige le laboratoire de physiologie de l'Institut de médecine expérimentale organisé par le prince Alexandre Oldenburgsky.
Ivan Pavlov au département de physiologie de l'Académie de médecine militaire, 1912
Le scientifique aimait se reposer avec sa femme dans la ville de Sillamäe (aujourd'hui en Estonie), où, de 1891 jusqu'à la révolution, ils louaient la plus grande datcha pour toute la saison estivale - juin, juillet, août. Elle était située à Tursamäe, dans la propriété d'A. Valdmann. Le matin, Ivan Petrovich travaille dans le jardin de fleurs. Il fertilise le sol des plates-bandes, plante et arrose les fleurs, change le sable des chemins. L'après-midi, la famille part à la recherche de baies ou de champignons, et le soir, c'est la promenade obligatoire à bicyclette. À 11 heures, Pavlov réunit sa compagnie horodoshka pour une partie de gorodki.
1901 - élu membre correspondant.
1907 - élu académicien.
En 1904, Pavlov reçoit le prix Nobel de médecine et de physiologie pour avoir « reconstruit » la véritable physiologie de la digestion.
Membre honoraire de l'université de Moscou (1916). Membre de l'Académie française des sciences (1911), de l'Académie royale irlandaise (1917) et de la Leopoldina (1925).
En 1918, Ivan Pavlov et sa famille ont obtenu un appartement dans la Maison des académiciens de Leningrad (adresse actuelle : Saint-Pétersbourg, 7e ligne de l'île Vassilievski, 2/1, lit. A, sq. 11). Le scientifique y a vécu pendant 18 ans, jusqu'à sa mort. Aujourd'hui, à cette adresse, se trouve un musée-appartement d'I.P. Pavlov et, sur la façade du bâtiment, une plaque commémorative est apposée à la mémoire du grand physiologiste.
En 1921, le SNK RSFSR a publié un décret spécial signé par Vladimir Lénine pour créer les conditions nécessaires au travail scientifique de Pavlov. Malgré ses divergences idéologiques avec les bolcheviks, Pavlov est resté dans sa patrie et a avoué : « Quoi que je fasse, je pense toujours que je sers, autant que mes forces me le permettent, avant tout ma patrie, notre science russe ».
De 1925 à la fin de sa vie, Pavlov a dirigé l'Institut de physiologie de l'Académie des sciences de l'URSS.
En 1934, à l'occasion du 85e anniversaire d'I.P. Pavlov, A.M. Gorki a adressé à V.M. Molotov une lettre proposant de célébrer le jubilé de Pavlov, notamment en lui décernant des titres honorifiques, ainsi qu'avec une proposition de lui allouer «environ cent roubles par mois en obligations Torgsin» (la correspondance d'A.M. Gorki avec des membres du gouvernement soviétique a été publiée en 1989-1990).
En 1935, lors du 15e congrès international des physiologistes, Ivan Petrovich a été couronné du titre honorable de « physiologiste le plus âgé du monde ». Aucun biologiste n'avait reçu un tel honneur, ni avant ni après lui. Lors d'une réception donnée par le gouvernement soviétique à la délégation de ce congrès, Pavlov a déclaré : « ...Nous, chefs d'institutions scientifiques, sommes directement dans l'anxiété et l'inquiétude de savoir si nous serons capables de justifier tous les moyens que le gouvernement nous présente. » L'académicien Ivan Pavlov a parlé de son sens élevé des responsabilités envers la patrie dans sa lettre aux jeunes, écrite peu de temps avant sa mort.
L'académicien Ivan Petrovich Pavlov est décédé le 27 février 1936 à Leningrad. La cause du décès est une pneumonie. Les funérailles selon le rite orthodoxe, conformément à sa volonté, ont eu lieu dans l'église Saint-Jean de Kronstadt à Koltushi, suivies d'une cérémonie d'adieu au palais Tavrichesky.
