Известен как детский поэт-орнитолог и автор рассказов о животных. 
Павел Николаевич Барто родился 4 января 1904 года. Потомок выходцев из Англии и Германии. 
Был женат на Гетели Лейбовне Воловой, знаменитой детской поэтессе, Агнии Барто (по мужу). 
Павел Барто родился в семье инженера Николая Ричардовича Барто и Лидии Эдуардовны (Эриховны) Виллер. Рос вместе со старшим братом Ростиславом и сестрой Евгенией. 
В юности занимался балетом в студии своей тёти, знаменитой Лидии Ричардовны Нелидовой. Там же познакомился с будущей женой Гетель Воловой, которая взяла в браке фамилию мужа и сменила имя на Агния. Их брак продлился 6 лет. Сын от этого брака Эдгар (Гарик) погиб в результате несчастного случая (катался на велосипеде и попал под грузовик) в 1945 году. 
Павел Барто был соавтором трёх её стихотворений (в том числе «Девочка-рёвушка», «Девочка чумазая»). После развода Агния запретила Павлу издавать детские стихи под своей фамилией. Предлагала даже сменить фамилию, сказав: "Весь Союз знает только Агнию Барто, других Барто не надо". 
Затем был женат ещё 3 раза (в последний раз на собственной кузине) и имел нескольких детей от этих союзов. Второй женой Павла Николаевича была Любовь Васильевна Севей. У них родились три дочери: Марина (1932 г., мать прот. Артемия Владимирова), Сюзанна (1934 г.) и Анна (1937 г.). Третьей женой Павла Барто была Евдокия Ивановна (прожили вместе 20 лет). Четвёртой женой — Рената Николаевна Виллер, его кузина. С последней супругой прожил 25 лет. 
Участник Первого Всесоюзного съезда писателей, член Союза писателей с 1935. В 1930-х работал редактором Детгиза. В 1940 учился на курсах при Военно-политической академии. Во время войны и после был редактором газеты Северного флота, уволен в запас в 1960 в звании капитана. 
Похоронен Павел Николаевич на Немецком (Введенском) кладбище