Павел Осипович Сухой родился 22 июля 1895 года в селе Глубокое (ныне Витебской области Белоруссии), в семье учителя. Вскоре семья переехала в Гомель, где в 1914 году Павел окончил с медалью гимназию. Тогда же он впервые увидел полет самолета «Фарман», а когда прочел одну из статей Жуковского, то окончательно определился с выбором будущей профессии. В 1915 году Сухой поступил в Московское высшее техническое училище (МВТУ), а также занимался в кружке воздухоплавания. Через год его призвали в армию, он окончил школу прапорщиков и участвовал в Первой мировой войне. Демобилизовавшись, в 1918 году, Павел вернулся в родные края, где работал учителем математики в школе, а затем продолжил учебу в МВТУ, которое окончил в 1925 году.
Тогда и началась конструкторская деятельность Сухого. Сначала он работал в Конструкторском бюро Туполева, в составе Центрального аэрогидродинамического института, и на заводе №156 – был инженером-конструктором, начальником бригады и заместителем главного конструктора. В этот период им были созданы истребители И-4, И-14, рекордные самолеты АНТ-25 и АНТ-37бис «Родина» и другие. Он принимал непосредственное участие в разработке самолета «Иванов», закончившейся созданием боевого многоцелевого самолета Су-2, успешно применявшегося в годы Великой Отечественной войны.
В 1940 году Павел Осипович занял пост главного конструктора КБ (на базе которого выросло знаменитое сегодня на весь мир КБ Сухого), базировавшегося на заводах Москвы и Подмосковья, и одновременно был директором этих заводов. Одна из самых знаменитых работ конструктора этих лет – бронированный штурмовик Су-6.
В 1949–1953 годах он занимал должность заместителя главного конструктора в КБ Туполева, а с 1953 года – вновь генеральный конструктор своего КБ.
Павел Сухой стал одним их первых советских авиаконструкторов, кто возглавил работы в области реактивной авиации, создав несколько опытных реактивных истребителей. В послевоенные годы под его руководством был разработан ряд серийных боевых машин, в числе которых истребитель Су-7 (со скоростью полета, вдвое превысившей скорость звука), истребители-перехватчики Су-9, Су-11 и Су-15, истребители-бомбардировщики Су-7Б (с лыжным и колёсно-лыжным шасси для базирования на грунтовых аэродромах) и Су-17 (с изменяемой в полёте стреловидностью крыла), фронтовой бомбардировщик Су-24, штурмовик Су-25, истребитель Су-27 (с успехом демонстрировавшийся на многих международных авиационных выставках) и другие.
Под руководством Сухого за полувековой период его трудовой деятельности было проектировано свыше 50 оригинальных конструкций, самолетов, многие из которых отличались высокими летно-техническими и боевыми качествами, построено более 40 типов самолетов, более половины из которых строились серийно и состояли на вооружении ВВС нашей страны. Причем многие разработки несколько опережали время. Он является одним из создателей реактивной и сверхзвуковой авиации.
На самолетах конструкции Сухого установлены два мировых рекорда высоты (в 1959 и 1962 годах на самолетах Т-431 и Т-405) и два мировых рекорда скорости полета по замкнутому маршруту (в 1960 и 1962 годах).
Знаменитый и талантливый авиаконструктор, доктор технических наук, профессор, дважды Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской, Сталинской и Государственной премий – Павел Осипович был награжден тремя орденами Ленина, орденами Октябрьской Революции, Трудового Красного Знамени, Красной Звезды, «Знак Почета», золотой медалью имени А.Н. Туполева Академии наук СССР (посмертно) и другими наградами. В 1958-1974 годах был депутатом Верховного Совета СССР.
Умер Павел Осипович Сухой 15 сентября 1975 года в Москве, был похоронен на Новодевичьем кладбище столицы.