Pavel Gililov wurde im Süden der Ukraine geboren. Sein Vater, selbst Musikliebhaber und Amateurmusiker, gab ihm den ersten Klavierunterricht. Das Klavierstudium absolvierte er in St. Petersburg – an einer Spezialschule für hochbegabte Kinder. Während des Studiums wurde Pavel Gililov Preisträger des Nationalen Klavierwettbewerbs in Moskau (1972) und des Internationalen Chopin Wettbewerbs in Warschau (1975). Nach seinem Abschluss 1976 wurde er am St. Petersburger Konservatorium als jüngster Dozent für das Konzertfach Klavier engagiert. Pavel Gililov verließ die Sowjetunion 1978 und konzertierte fortan weltweit u. a. mit dem Polnischen Rundfunkorchester, den Wiener Symphonikern, dem Gürzenich Orchester Köln, dem Irischen Nationalorchester und dem Detroit Chamber Orchestra.
Zahlreiche CD- und Rundfunkaufnahmen belegen sein vielfältiges musikalisches Schaffen. Als Professor an der Hochschule für Musik und Tanz Köln und am Mozarteum Salzburg hat Pavel Gililov zahlreiche internationale Preisträger ausgebildet, die in der ganzen Welt erfolgreich konzertieren. Zudem ist er bei vielen internationalen Klavierwettbewerben Mitglied der Jury. 2005 gründete Pavel Gililov die Telekom Beethoven Competition, deren Künstlerischer Leiter und Jurypräsident er bis heute ist.