Павел Яблочков родился 14 сентября 1847 года в селе Жадовка Саратовской области. Появился на свет в дворянской семье. Он с детства любил конструировать - придумал угломерный прибор для землемерных работ, устройство для отсчёта пути, пройденного телегой. В 1866 году Яблочков окончил Николаевское инженерное училище в Петербурге, а через некоторое время - Техническое гальваническое заведение в Кронштадте. Тогда это была единственная в России школа, готовившая специалистов в области электротехники. Там Яблочков познакомился с новейшими достижениями в области изучения и технического применения электрического тока.
В 1872 году Павел Николаевич переехал в Москву. Именно тогда он начал изобретать, однако успехов на данном поприще достиг в 1874 году, когда создал мастерскую физических приборов, где проводил работы по электротехнике, которые в дальнейшем легли в основу его изобретений в области электрического освещения, гальванических элементов и аккумуляторов.
Также Яблочков являлся членом кружка электриков-изобретателей при Московском политехническом музее. Здесь он узнал об опытах А.Лодыгина по освещению улиц и помещений электрическими лампами, после чего решил заняться усовершенствованием существовавших тогда дуговых ламп.
К 1875 году относится одно из его главных изобретений - электрическая свеча. В том же году Яблочков уехал в Париж, где создал промышленный образец электрической лампы, а через год запатентовал свою «электрическую свечу». Ее первая демонстрация состоялась в 1876 году в Лондоне, и в Париж Павел Николаевич вернулся уже известным изобретателем. Сразу была создана кампания по эксплуатации его патентов.
Специальный завод производил несколько тысяч «свечей» в день. Они получили применение, главным образом, для уличного освещения. Также он разработал и внедрил систему электрического освещения на однофазном переменном токе, разработал способ «дробления света посредством индукции катушек» и др. Система освещения Яблочкова, получившая название «русский свет», пользовалась исключительным успехом. Компании по ее коммерческой эксплуатации были основаны во многих странах мира.
Павел Яблочков 30 ноября 1876 года получил во Франции патент на создание трансформатора переменного тока. Аппарат представлял собой стержень с разомкнутым сердечником, на который наматывались обмотки. Яблочкову удалось первым в мире разработать систему «дробления» электрического света, то есть питания большого числа свечей от одного генератора тока, основанную на применении переменного тока, трансформаторов и конденсаторов.
В России первая проба электрического освещения по системе Яблочкова была проведена осенью 1878 года - были освещены казармы и площадь Кронштадта, а также Большой театр в Петербурге. Ни одно из изобретений в области электротехники не получало столь быстрого и широкого распространения, как «свечи» Яблочкова. Это был подлинный триумф русского инженера, а его изобретение ускорило решение многих насущных технических задач и легло в основу будущей электротехнической промышленности.
После «свечи» Яблочков очень много работал и в России, и за рубежом. В 1879 году он организовал «Товарищество электрического освещения П.Н.Яблочков-изобретатель и Ко», в числе акционеров которой были промышленники, финансисты, военные. Компания открыла электромеханический завод в Петербурге, изготавливавший осветительные установки для военных судов, заводов военно-морского ведомства и для многих городов России.
С 1880 годов Павел Николаевич занимался главным образом вопросами генерирования электрической энергии - созданием динамомашин и гальванических элементов. Инженер провел много исследований в области превращения энергии топлива в электрическую энергию. В последующие годы он получил ряд патентов на электрические машины. Яблочков был участником электротехнических выставок в России и в Париже, Первого международного конгресса электриков, являлся одним из инициаторов создания электротехнического отдела Русского технического общества и журнала «Электричество». Он был награжден медалью императорского Русского технического общества и французским орденом Почетного легиона.
Павел Николаевич Яблочков скончался 31 марта 1894 года в Саратове от болезни сердца. Он был похоронен в селе Сапожок Саратовской области в фамильном склепе.