Народився в родині робітника. У 1926 році переїхав до міста Ленінграда, закінчив дев'ять класів школи.
З 1926 року — розмітник, майстер заводу в місті Ленінграді. З 1931 року — викладач і завідувач навчальної частини школи фабрично-заводського учнівства (ФЗУ) при Дніпровському металургійному заводі імені Дзержинського в місті Кам'янське Дніпропетровської області.
У 1936 році закінчив Дніпродзержинський металургійний інститут, інженер-металург.
У 1936—1940 роках — заступник директора навчального комбінату Дніпровського металургійного заводу імені Дзержинського міста Дніпродзержинська Дніпропетровської області.
У 1940—1941 роках — інструктор, завідувач металургійного відділу Дніпродзержинського міського комітету КП(б)У Дніпропетровської області.
З початку німецько-радянської війни був евакуйований в східні райони СРСР. З 1942 по 1943 рік працював в Орському міському комітеті ВКП(б) Чкаловської (Оренбурзької) області.
У 1943—1945 роках — 2-й секретар Дніпродзержинського міського комітету КП(б)У Дніпропетровської області.
У 1945 — грудні 1947 року — 1-й секретар Дніпродзержинського міського комітету КП(б)У Дніпропетровської області.
У грудні 1947 — вересні 1949 року — інспектор Управління кадрів ЦК ВКП(б), інструктор відділу партійних, профспілкових і комсомольських органів ЦК ВКП(б).
У вересні 1949 — 9 травня 1950 року — 1-й секретар Магнітогорського міського комітету ВКП(б) Челябінської області.
У квітні (офіційно 12 липня) 1950 — 3 березня 1951 року — 2-й секретар Челябінського обласного комітету ВКП(б).
У березні 1951 — квітні 1954 року — заступник голови виконавчого комітету Костромської обласної ради депутатів трудящих.
У квітні 1954 — січні 1955 року — секретар Костромського обласного комітету КПРС.
У січні 1955 — січні 1956 року — 1-й секретар Костромського міського комітету КПРС.
У січні 1956 — грудні 1957 року — 2-й секретар Костромського обласного комітету КПРС.
29 грудня 1957 — 28 листопада 1963 року — 1-й секретар Марійського обласного комітету КПРС.
У листопаді 1963 — грудні 1965 року — завідувач відділу Комітету партійно-державного контролю ЦК КПРС і Ради міністрів СРСР.
У грудні 1965 — вересні 1983 року — керуючий справами ЦК КПРС.
Указом Президії Верховної Ради СРСР від 4 грудня 1980 року за великі заслуги перед Комуністичною партією та Радянською державою і в зв'язку з сімдесятиріччя з дня народження Павлову Георгію Сергійовичу присвоєно звання Героя Соціалістичної Праці з врученням ордена Леніна і золотої медалі «Серп і Молот».
З вересня 1983 року — персональний пенсіонер союзного значення в Москві.
Покінчив життя самогубством (викинувся з балкона) 6 жовтня 1991 року. Похований в Москві на Новодівочому цвинтарі.
