Родился в 1899 в Саратове. Учился с 1915 по 1918 в Боголюбовском рисовальном училище в Саратове, в Государственных свободных художественных мастерских у П.С.Уткина, в начале 1920-х годов переехал в Петроград и в 1924 поступил в Высший художественно-технический институт - бывшую Академию художеств. Обучение проходило на графическом факультете, где он обучался у графиков Д.И. Митрохина, В.М. Конашевича, основным его наставником стала мастер гравюры и эстампа Е.С. Кругликова, пользовавшаяся известностью во Франции, где среди ее учеников был блестящий график Дюнуайе де Сегонзака. Под руководством Кругликовой Н. Павлов освоил искусство офорта, включая как травленый штрих, так и акватинту, мягкий лак, черную манеру и сухую иглу. В 1927 году закончил ВХУТЕИН с дипломной работой, которой стала серия листов "Десять лет Советской власти в ее типических проявлениях" (офорты "Разруха" и "Стройка", акватинта "Деревенские почтари" и "Красный путиловец в деревне). Присвоено звание художника-офортиста. В 1928 выполнил офорт "Киносъемка на фабрике "Совкино". В 1930-х создавал циклы больших эстампов, выполненные в технике гравюры на металле ("Постройка лесовоза" 1932), "На Октябрьском (Московском) вокзале в Ленинграде" 1931, "Ленинградский судостроительный" 1935, офорт "Тяжеловозы" 1933, офорты "Спуск лесовоза", "На полевом стане"). Работу в технике офорта Павлов обогатил включением цвета. Испробовав возможности цветной гравюры в гравировании на металле, художник стал применять печать в несколько красок и в литографии (пейзажи "Летний сад", "Исаакиевская площадь", "На Дворцовой"). В технике цветного эстампа исполнены и литографии "Портрет С.М. Кирова", "А.С.Пушкин в книжной лавке А.Ф.Смирдина", считающиеся одними из лучших работ мастера. Большая серия работ на темы "Пушкинианы" и один из лучших созданных Павловым портретов А.С. Пушкина были созданы к 100-летней годовщине со дня смерти поэта. Большая серия эстампов Павлова посвящена художникам-современникам (скульптор и педагог А.Т. Матвеев, живописцы и педагоги А.А. Осмеркин и А.И. Савинов, график К.И.Рудаков), серия создавалась на основе натурных рисунков в технике сухой иглы. К этой серии примыкает и оставшийся в стадии карандашного наброска, но не менее выразительный портрет Е.С. Кругликовой. В годы Великой Отечественной войны Н.А. Павлов оставался в осажденном Ленинграде, посещая авиационные соединения и корабли Балтийского флота и создав портреты героев-летчиков и моряков. Известны его офорты, посвященные экипажу гвардейского эскадренного миноносца "Стойкий". Тема войны отражена также в зарисовках страшного быта блокадников-ленинградцев ("Уборка снега", "За водой", "Пожар на Бадаевских складах 8 сентября 1941 года", "Квартира после артиллерийского обстрела" 1941). ). Пишет графической работы «Восстановление электросети на Васильевском острове» (1945). Впечатления военных лет отразились в серии рисунков, посвященных памятникам скульптуры. В послевоенные годы вновь обращался к теме Пушкина и историческому портрету ("А.С.Пушкин на даче А.О.Смирновой-Россет", "Портрет Уистлера", "За самоваром Отто Нагель с супругой"). В жанре натурного портрета запечатлел образы современников (портреты живописцев И.А.Владимирова, С.Г.Невельштейна, портреты жены и сына художника). Тонкий артистизм, глубина переживаний отмечают "Портрет И.П. Дервиз" - один из лучших рисунков русской графики 1950-х годов. В нем чувствуется связь с классическим наследием и, вместе с тем, особая проникновенность и напряженность, присущие искусству середины двадцатого века. Творчество Н.А. Павлова развивалось в лучших традициях петербургской-ленинградской художественной культуры, и он закономерно в послевоенные годы стал преподавать на графическом факультете Института живописи, скульптуры и архитектуры имени И. Е. Репина. Среди учеников Павлова народный художник России, академик В.А.Ветрогонский. Умер Павлов в 1968 в Ленинграде. Работы художника хранятся в музеях Санкт-Петербурга и Тверской областной картинной галерее, Саратовском ГХМ имени А.Н. Радищева.