Павел је почео да игра фудбал са шест година у школи фудбала ФК Спартак Москва. Године 2001, дебитовао је за резервни тим Спартака, а годину дана касније био је изабран за први тим. Између 2001. и 2003, постигао је 8 голова у 23 утакмице.
Године 2003, одиграо је 40 утакмица и постигао 15 голова за Балтику из Калињинграда. Следеће сезоне, вратио се у московски Спартак, одигравши 16 утакмица и постигавши два гола. Исте сезоне је, такође, постигао шест голова за ФК Химки у 12 наступа. Следеће године играо је за ФК Шињик и постигао четири гола у 23 меча. Погребњак је прави пробој наравио у сезони 2006. у Тому постигавши 13 голова у 26 утакмица и постао један од љубимаца локалних навијача.
ФК Зенит Санкт Петербург
На крају сезоне 2006, Погребњак је потписао за Зенит. Већ наредне сезоне Зенит је освојио националну лигу, а Павел је постигао 13 голова. У 51 званичној утакмици за Зенит, Погребњак је постигао 28 голова, од којих 12 у националној лиги.
ФК Штутгарт
Погребњак је дебитовао за Штутгарт8. августа2009, у мечу против шампиона Немачке, Волфсбурга, а на терену је провео свих 90 минута. Свој први гол за немачки тим постигао је 15. августа у утакмици против Фрајбурга.
Свој први хет трик, као и први у историји Штутгарта,[1] постигао је у утакмици против Борусије Менхенгладбах. Погребњак је провео 78 минута на терену, а утакмица је завршена резултатом 7:0.
