Родился Павел Шмаров (настоящая фамилия Шмыров) в семье крестьянина, в пригородной воронежской слободе Чижовке.
Обучаясь в уездном училище Воронежа, в 1893 году поступил в бесплатную рисовальную школу воронежского иконописца Льва Григорьевича Соловьева. В 1894 году поступил вольнослушателем в Высшее художественное училище живописи, скульптуры и архитектуры при петербургской Академии художеств, занимался в мастерской И.Е. Репина. Первую премию Общества поощрения художеств Павел Шмаров получил в 1898 году за картину «Асфальтовщики». Годом позже, за картину «Горе побежденным», художник был удостоен золотой медали, и права пенсионерской поездки за границу, которым воспользовался в 1900-1902 годах, побывав в Вене, Риме, Флоренции, Мюнхене, Париже. По возвращении – жил в Санкт-Петербурге.
В 1916 году Павел Дмитриевич был избран академиком и председателем оргкомитета Весенней выставки в залах Петербургской академии художеств.
Работы художника экспонировались на многих выставках: МОЛХ, Товарищества художников, ТПХВ. Во время Первой мировой войны, художник выезжал на фронт, где исполнил 30 рисунков на темы войны, опубликованные затем в журналах «Аргус», «Огонек», «Нива».
В 1923 году П.Д. Шмаров эмигрировал из России. Около двух лет провел в Риме и в конце 1924 года поселился в Париже, где жил и работал всю оставшуюся жизнь.
Первая его персональная выставка во Франции состоялась в 1928 году в парижской галерее «Шарпантье», а одно из показанных на ней полотен — «Купание» — было приобретено Люксембургским музеем. Павел Шмаров оставил во Франции большое художественное наследие, сочетающее русскую академическую традицию с ар-деко.
Умер 2 июля 1950 года. Похоронен на кладбище Пьер Гренье в Булонь-Бийянкур близ Парижа. У родственников не было денег на содержание могилы, и останки художника эксгумировали и перезахоронили в общей могиле.
В 1955 году вдова и друзья художника провели ретроспективную выставку в галерее «Шарпантье».
Произведения художника находятся во многих музейных и частных собраниях за рубежом и в России.