1849年9月14日，他出生於俄國中部梁讚鎮一個窮教區的牧師之家，家境貧寒。為了全家生計，父親除做牧師公務外，還得在田間地頭勞動；母親除料理家務外，還時常當富貴之家的傭人。巴甫洛夫從小就在勤勞、正直、性格開朗的父母的熏陶下，養成了勤勞這一他終身受益的好習慣。同時，自幼的艱辛錘煉了他強健的體魄和充沛的精力，以致他在其後極端艱難、繁忙的工作中能應付自如，活到87歲。他成為著名科學家後，還經常懷著感激之情回憶他的父親——他一生道路上不僅僅是在學習上的第一位啟蒙老師。1870年，中學未畢業的巴甫洛夫就以優異成績考入彼得堡大學博物係生理學部。異常勤奮使他獲得學校的獎學金。正是由於這點為數不多的獎學金，才維持了他在學校的最低生活。1877年，巴甫洛夫自費去德國進修一年。回國後，他應俄國著名醫學家彼·鮑特金教授之邀，在鮑特金的診所裏用浴室改建的簡陋的實驗室裏工作，直到1890年。正是巴甫洛夫這10多年的勤奮工作，使他為自己日後的成功打下了堅實的基礎。
巴甫洛夫的勤奮持續了一生。甚至在他逝世前6天——1936年2月21日，他還以87歲的高齡在草擬1936年的工作計劃，這時他已是一個肝病病人！
巴甫洛夫的一生並非一帆風順。家庭貧困，經濟拮據，甚至結婚後為了節省開支把夫人送到在鄉下的姐姐家住，競選彼得堡大學生理學教授時的失敗，晚年的肝病肺炎，都沒能阻止這位科學巨人向前邁進。
巴甫洛夫鵲起於19世紀90年代。1890年，他被任命為軍事醫學院藥理學教授，1895年又轉為醫學院任生理學教授，還先後被選為托姆斯克大學和華沙大學的藥理學教授。他1897年出版的《關於主要消化腺工作講義》一書引起了世界性的矚目，成了生理學研究的指南著作。
他於1891年起兼任新成立的實驗醫學研究所生理學部主任，他和這個實驗室的聲譽達到這種程度：不少學者寧願不要報酬也要到他的實驗室工作，先後到300多位生理學家和醫學家到過這裏工作。
巴甫洛夫是動物和人類高級神經活動學說的創立者。他1927年出版的《大腦兩半球工作講義》這一不朽名著被世界各國譯介，1949年被譯成中文。
巴甫洛夫的工作得到過偉大的革命導師列寧及革命政權的幫助和支持。1921年1月24日，列寧簽署了一項旨在保證他和同事順利進行科研的決議；1923年他的另一部浸透幾十年研究心血的著作《二十年來對動物進行高級神經活動的客觀研究的實驗》，也是在這種幫助和支持下才出版的。十月革命後的這些歲月，蘇維埃政權百廢待興，經濟相當困難，但對科技的重視和對科技人員的愛護卻沒打折扣，這充分體現出列寧的遠見卓識。
巴甫洛夫臨終前不久，給有誌於獻身科學的青年寫了一封信，向青年提了三點要求：循序漸進、謙虛、熱情。這也許比他的科學遺產更加重要，比蘇聯政府於他去世後在他家鄉建的陳列館、紀念碑或者1949年在他誕生100周年發行的紀念郵票更加永垂不朽。
失蹤的新郎
1871年，愛迪生24歲。這一年的聖誕節，他要舉行隆重的婚禮。
平時的愛迪生，從來不注意自己的外表，衣服經常全是褶子，有的還被酸腐蝕出洞，皮鞋極少上油，手上常被化學物品染得五顏六色，頭發有時也很零亂。
聖誕節這天早上起來，要做新郎官的愛迪生就把自己“包裝”一番。他把頭發打扮得油光發亮，衣服“煥然一新”，皮鞋也擦得鋥亮。這時，一位朋友走了進來，看到愛迪生打扮得與平日判若兩人，並在房間裏不停地、焦急地來回踱步，便問他出了什麼事。愛迪生回答說：“我今天穿這身新衣服要去辦一件很重要的事，但忘了是什麼事。”朋友安慰他說：“不要著急，慢慢想想。”愛迪生又來回踱步幾分鍾之後，忽然高興得大叫起來：“哦，我想起來了，今天我要去舉行婚禮！”
下午兩點，婚禮剛剛完畢，愛迪生就偷偷溜進了他的實驗室。原來，這段時間他正在改進電報機，他要研究一種自動電報機，即使在結婚這一天他也放心不下他的電報機。一些客人要和他交談，於是到處找他，但卻不知道他到哪兒去了。直到晚上十點多，還沒找到。隻好派專人再去尋找，最後終於在晚上12點才在實驗室裏找到——他旁若無人，正在那裏擺弄著他的電報機。
為什麼愛迪生在結婚這天還放心不下他的電報機呢？這是他癡迷於試驗的結果。在舉行婚禮的時候，他的注意力仍在電報機上，他突然想到了解決自動電報機設計的方法，怕時間久了忘記，於是悄悄告訴新娘子，他要到實驗室去一下。新娘子想到他不會耽誤太久，就同意了，沒想到他一去就是十來個鍾頭。
愛迪生隻受過三年（一說三個月）正規教育，他之所以成為一位偉大的發明家，全靠他那“百分之九十九的汗水”。他的筆記本有300多本，每本200頁；為了研製出實用的白熾燈，試過6 000多種金屬材料和1 600多種非金屬材料，在確認竹絲經碳化可作這種燈的燈絲之後，便派人到世界各地采回6 000多種竹子樣品回國，最後確定采用日本八幡產的竹子作燈絲；為了試製一種新蓄電池，他用了9 000多種材料，失敗了5萬多次……這些都是他癡迷於科學研究發明的點滴故事。