Родился в Москве 27 декабря 1882 года по ст. стилю, то есть 8 января 1883 — по новому. Родители Филонова, как он сам пишет, — «мещане г. Рязани»; мать была прачкой, отец — кучером, а позже — извозчиком. Рано начал рисовать. До одиннадцати лет он был танцором в московских театрах. Вышивал, как и его сёстры, полотенца, скатерти. Окончил в Москве начальную школу.
После переезда в Петербург в 1897 году Филонов поступил в живописно-малярные мастерские и по окончании оных работал «по малярно-живописному делу». Параллельно, с 1898 года он посещал вечерние рисовальные классы Общества поощрения художеств, а с 1903 года — учился в частной мастерской академика Л. Е. Дмитриева-Кавказского (1849—1916).
В 1905—1907 гг. Филонов путешествовал по Волге, Кавказу, посетил Иерусалим.
Завершив занятия в частной мастерской, Филонов пытался трижды поступить в Петербургскую Академию художеств; в 1908 г. был принят вольнослушателем в школу при Академии художеств, из которой он «добровольно вышел» в 1910 г.
К 1910 г относится участие Филонова в выставке «Союза молодёжи», созданного по инициативе Волдемара Матвея, Е. Г. Гуро и М. В. Матюшина; к зиме 1910 г — «первая картина» (по утверждению самого художника) — «Головы» (картон, масло, 28,5 × 47,5 см.).
Филонов участвует в выставках и мероприятиях «Союза…» до его распада в 1914 г. К этому периоду относятся «Пир королей», 1913 г. (холст, масло, 175 × 215 см.), «Крестьянская семья», 1914 г (х., м., 159 × 128 см.), «Мужчина и женщина», 1912—1913 гг. (бумага, смеш. техника, 31 × 23,3 см.), а так же — многочисленные работы на бумаге и картоне, которые он (уже) называет «формулами»: формула цветка, городового, пролетариата и т. п.
В 1912 г. Филонов пишет статью «Канон и закон», где уже ясно сформулированы принципы аналитического искусства: антикубизм, принцип «органического» — от частного к общему. Филонов не отрывается от природы, как кубисты, но стремится её постичь, анализируя элементы формы в их непрерывном развитии.
Художник совершает поездки по Италии, Франции и в 1913 г пишет декорации для постановки трагедии В.Маяковского «Владимир Маяковский» в театре петербургского Луна-парка. К этому периоду относится сближение Филонова с Велимиром Хлебниковым (облик Филонова угадывается в рассказе Хлебникова «Ка»). Филонов написал портрет поэта (не сохранился) и иллюстрировал его «Изборник», 1914 г, а в 1915 г. опубликовал свою поэму «Пропевень о проросли мировой», с рисунками, по духу напоминающими хлебниковские.
В 1915 г. Филонов и его группа (куда входил также Д. Н. Какабадзе выпустили манифест «Интимная мастерская живописцев и рисовальщиков „Сделанные картины“», где провозглашается реабилитация живописи (в противовес Малевичу) и картин, «сделанных картин и сделанных рисунков». Каждое прикосновение к холсту, по Филонову, — «единица действия», атом. «Упорно и точно рисуй…вводи прорабатываемый цвет в каждый атом, чтобы он туда въедался, как тепло в тело или органически был связан с формой, как в природе клетчатка цветка с цветом». Филонову важны методы, которыми действует природа, а не она сама. Его метод включает равнозначно абстрактное и фигуративное.
В 1915 г. Филонов пишет «Цветы мирового расцвета» (х., м., 154,5 × 117 см.), которая войдёт в цикл «Ввод в мировой расцвет»; осенью 1916 г он мобилизован на войну и направлен на Румынский фронт рядовым 2-го полка Балтийской морской дивизии. Павел Филонов принимает активное участие в революции и занимает должности председателя Исполнительного военно-революционного комитета Придунайского края в Измаиле и т. п.
В 1918 г он вернулся в Петроград и принял участие в Первой свободной выставке произведений художников всех направлений — грандиозной выставке в Зимнем дворце. Виктор Шкловский приветствует художника, отмечая «громадный размах, пафос великого мастера». На выставке были представлены работы из цикла «Ввод в мировой расцвет». Две работы: «Мать», 1916 г. и «Победитель города», 1914—1915 гг. (обе — смешанные техники на картоне или бумаге) были подарены Филоновым государству. В 1922 г. он дарит также две работы Русскому музею (в том числе — «Формулу петроградского пролетариата», 1920—1921 гг. — х., м., 154 × 117 см.); заметим, что все основные работы Филонова, находятся в ГРМ, по завещанию самого художника и благодаря сохранившей эти работы сестре Филонова — Глебовой, Евдокии Николаевне (1888—1980).
К 1922 г. относится попытка Филонова реорганизовать живописный и скульптурный факультеты Академии художеств в Петрограде — безуспешная; идеи Филонова не находят официальной поддержки. Но Филонов прочёл ряд лекций по теории и «идеологии» аналитического искусства. Конечным результатом была «Декларация „Мирового расцвета“» — наиболее важный документ аналитического искусства. Филонов там настаивает, что, кроме формы и цвета, есть целый мир невидимых явлений, которые не видит «видящий глаз», но постигает «знающий глаз», с его интуицией и знанием. Художник представляет эти явления «формою изобретаемою», то есть беспредметно.
Попытка художника зрительно воссоздать параллельный природе мир, то есть уйти от реальности в изобретаемое, отвлечённое, несмотря на революционно-пролетарскую фразеологию Филонова, становится опасной утопией. Постепенно вокруг художника воздвигается «берлинская стена» изоляции и отвержения. Филонов пытается удержаться, создавая группу «мастеров аналитического искусства» — МАИ; в 1927 г. эта группа филоновцев выставляется в Доме печати и участвует в постановке «Ревизора» Гоголя. Позже Филонов курирует работу учеников (в том числе Павла Зальцмана), иллюстрировавших карело-финский эпос «Калевала».
Сам Филонов не принимает заказов и преподаёт бесплатно; он получает изредка пенсию, как «научный работник 3-го разряда» (или же — «художник-исследователь», согласно Филонову).
Мастер голодает, экономит на чае и картошке, питаясь лепёшками, но не забывая о щепотке махорки… Он часто пишет масляными красками по бумаге или картону (многие шедевры, как «Формула империализма», 1925 г., 69,2 × 38,2 см; «Нарвские ворота», 1929 г., 88 × 62 см; «Животные», 1930 г., 67,5 × 91 см; одна из последних работ Филонова — «Лики», 1940 г., 64 × 56 см.).
К этому периоду относятся так же важные работы на холсте, как два варианта «Формулы весны», 1927—1929 гг. (второй монументальный холст — 250 × 285 см.), «Живая голова», 1923 г., 85 × 78 см; динамичное — «Без названия», 1923 г, 79 Х 99 см и «Композиция», 1928—1929 гг., 71 × 83 см.
Филонов умер от голода в блокадном Ленинграде 3 декабря 1941 г.; похоронен на Серафимовском кладбище, вблизи церкви.

Википедия.