Дмитрий Сергеевич Павлов родился 26 июля 1938 года в Москве. В 1960 году он окончил МГУ, в 1966 году стал кандидатом, а в 1977 году – доктором биологических наук, в 1984 году получил звание профессора.
В декабре 1987 года Дмитрий Сергеевич стал членом-корреспондентом Академии наук СССР, в 1992 году – действительным членом и академиком Российской академии наук. С 1999 года он является заслуженным профессором МГУ.
Основная область научных исследований Дмитрия Павлова – экология рыб, экологические аспекты их поведения и миграций, охрана биоресурсов водоемов. Он разработал экологическую концепцию ориентации и локомоции рыб в потоке, выявив основные стереотипы их реакций в потоке воды и миграционного поведения.
Под его руководством велась работа над стратегией охраны водных биологических ресурсов и созданием теории управления массовыми перемещениями рыб с целью сохранения их естественного воспроизводства при гидротехническом строительстве.
Лауреат Государственной премии Российской Федерации в области науки и технологий 2012 года - Дмитрий Сергеевич награжден премией Правительства Российской Федерации в области науки и техники, орденами Дружбы народов и «Знак Почёта», медалью ордена «За заслуги перед Отечеством» II степени.
В настоящий момент Дмитрий Павлов является научным руководителем Института проблем экологии и эволюции и кафедры ихтиологии Биологического факультета МГУ, главным редактором журнала «Вопросы ихтиологии», а также занимается активной общественной деятельностью. Живет и работает в Москве.
