Павел Бажов родился в 1879 году в поселке Сысертский Завод неподалеку от Екатеринбурга. Его отец Петр Бажов работал на горных заводах, мать вела домашнее хозяйство. Павел Бажов был единственным ребенком в семье. Его отдали на обучение в местную земскую школу, затем он окончил духовное училище в Екатеринбурге и Пермскую духовную семинарию.
В 1917 году Павла Бажова избрали в Совет крестьянских, рабочих и солдатских депутатов Камышлова. Будущий писатель выпустил брошюру «Программа трудового крестьянства», в газетах публиковали его статьи, которые выходили под псевдонимом Деревенский. В том же 1917 году Бажов добровольцем ушел в Красную армию. Во время Гражданской войны он сражался на Урале, проводил лекции о политике для бойцов, сотрудничал с партизанскими отрядами.
С 1923 года Павел Бажов работал в Свердловске редактором «Крестьянской газеты». Он разбирал письма читателей, собирал материал для будущих произведений, писал очерки о старых заводах. В 1924 году вышла книга Бажова под названием «Уральские были. Из недавнего быта Сысертских заводов». В 1920–30-х годах в журналах публиковали его очерки и повести о военной истории Урала.
Павел Бажов начал печатать сказы в журналах в середине 1930-х. В 1939 году вышел сборник «Малахитовая шкатулка», в нем были опубликованы авторские произведения по мотивам рабочего фольклора. Изначально книга состояла из 14 сказов. Затем Бажов дополнил его произведениями из циклов «Сказы об оружейниках» и «Сказы о немцах».
В 1939 году вышла автобиографическая детская повесть Бажова «Зеленая кобылка». Это рассказ о жизни подростка на уральском заводе рубежа XIX–XX веков. По мотивам повести режиссер Олег Николаевский в 1960 году снял приключенческий фильм «Тайна зеленого бора».
По мотивам сказов Бажова снимали фильмы. В 1946 году вышел «Каменный цветок» режиссера Александра Птушко — одна из первых полнометражных цветных картин в Советском Союзе.
В 1949 году вышла повесть «Дальнее — близкое» об истории Свердловска — современного Екатеринбурга. Это автобиографическое произведение рассказывает о большом городе, каким его впервые увидел маленький мальчик.
В последние годы жизни Павел Бажов входил в Верховный совет СССР. Как депутат он помогал колхозам провести электричество, отстаивал права рабочих. Также прозаик возглавлял Свердловское отделение Союза писателей СССР, был редактором альманаха «Уральский современник».