Он появился на свет 14 октября 1946 года в подмосковном посёлке Быково. Его отец Григорий Чухрай был режиссёром, снял прогремевшую на весь мир «Балладу о солдате», мать Ираида Пенькова преподавала русский язык и литературу.
Ранние годы Павлика прошли у бабушки и дедушки в селе Каплуновка под Харьковом. Когда мальчику исполнилось шесть лет, отец получил место на Киностудии имени Довженко и семья обосновалась в Киеве.
Здесь для юного Паши началось первое знакомство с миром кино. Их дом располагался прямо по соседству с киностудией, и в свободное время мальчик бродил по павильонам, изучая декорации и аппаратуру. Уже через два года вместе с родителями Павел переехал в Москву.
Чтобы быть ближе к искусству, подростком он перевёлся в вечернюю школу и устроился на «Мосфильм», где выполнял обязанности осветителя и радиомонтажника. В 16 лет юноша появился на экране — промелькнул в фильме друга семья Марка Донского «Здравствуйте, дети!».
Это была его первая и последняя актёрская работа — Павел всегда хотел быть по ту сторону экрана, мечтал создавать собственное кино, подобно знаменитому отцу.
Правда юноша отлично понимал, что пока ему нечего сказать зрителям — слишком мало жизненного опыта. Чухрай поступил на операторский факультет ВГИКа, чтобы набраться необходимых знаний и изучить процесс создания кино изнутри. Его первой серьёзной работой за камерой стал фильм «Дом в пять стен» режиссёра Сергея Галкина.
Вскоре Павел Чухрай получил диплом оператора и отправился штурмовать заветную высоту — поступил на режиссёрский факультет всё того же ВГИКа. Опыта у него было уже предостаточно — он отучился всего два года и сдал экзамены экстерном. Дипломной работой Чухрая-режиссёра стала короткометражка «Вольному — воля».
После выпуска Павел Чухрай начал активно работать на «Мосфильме». Его полнометражным режиссёрским дебютом стала мелодрама про врачей «Ты иногда вспоминай».
Следом Чухрай написал сценарий для истерна «Кто заплатит за удачу?», пробовал себя в жанре драмы — снял картины «Люди в океане», «Клетка для канареек», «Зина-Зинуля», «Запомните меня такой». Совместно с коллегами из Франции режиссёр работал над историческим детективом «Ключ».
Международную известность Павлу Чухраю принесла картина «Вор». Пронзительная история мальчика Саньки покорила зрителей не только в России, но и в США и Европе. Лента была номинирована на «Оскар» и «Золотой глобус», получила сразу шесть премий «Ника».
После громкого успеха Павла Чухрая пригласил к сотрудничеству голливудский мэтр Стивен Спилберг — для международного альманаха документальных фильмов о холокосте Чухрай снял одну из пяти частей под названием «Дети из бездны».
Особенно полюбилась зрителям лента «Водитель для Веры» — история любви генеральской дочки и простого шофёра на фоне детально воссозданной атмосферы советской жизни времён 60-х. Картина снова получила целую россыпь наград. После этого Павел Чухрай снял трагикомедию «Русская игра» — экранизацию незавершённой гоголевской пьесы «Игроки».
В 2010 году Павел Чухрай написал сценарий «Испытание» о ядерном полигоне в Семипалатинске. Режиссёр приступил к съёмкам в Казахстане, однако из-за недостатка финансирования проект пришлось остановить. Позже картину возродили уже с другим сценарием, так что Чухрай убрал своё имя из титров.
Последняя на сегодняшний день картина режиссёра увидела свет в 2017 году — премьера военной драмы «Холодное танго» состоялась на фестивале «Кинотавр», где Павлу Чухраю вручили почётный приз «За честь, достоинство и преданность кинематографу».
Первой избранницей Павла Чухрая стала актриса Елена Егорова — дочь известного режиссёра Юрия Егорова. Будущего тестя Павел покорил при первой же встрече, начав с порога сыпать цитатами из его фильмов. Вскоре влюблённые поженились, у них родилась дочь Дарья.
Чухрай души не чаял в девочке, играл с ней в шахматы и самодельную «Монополию», пел песни на два голоса. К сожалению, сохранить брак супругам не удалось, но с дочерью Чухрай всегда поддерживал тёплые отношения. Дарья Чухрай выросла и пошла по стопам отца — стала сценаристом и киноведом.
Свою вторую жену Павел Чухрай повстречал на фестивале молодых кинематографистов. Начинающая сценаристка Мария Зверева — дочь писателя Ильи Зверева — сразу привлекла внимание режиссёра. Правда девушку пришлось в буквальном смысле отбивать от другого ухажёра — в бою Чухрай даже сломал палец на руке, зато навсегда завоевал сердце любимой.
Они поженились через четыре месяца, а вскоре на свет появилась дочь Анастасия.
Во втором браке Павел Чухрай счастлив уже почти полвека. Их дочь стала журналистом и телеведущей, основала собственный образовательный проект. Благодаря Анастасии объединились две кинодинастии — она была замужем за Антоном Табаковым, от которого родила дочь Анну — наследница получила образование в Лондоне.
Всего у Павла Чухрая трое внуков — во втором браке с телеведущим Алексеем Резниковичем у Анастасии Чухрай родилась дочь Мария и сын Григорий, которого назвали в честь прадедушки.
Последней картиной, над которой работал Павел Чухрай, была драма «Воробьиное поле». Действие фильма разворачивалось в 1940-е годы. Сценарий режиссёр написал ещё за десять лет до запуска картины в производство. Съёмки стартовали в 2019 году, но вскоре процесс пришлось приостановить из-за коронавируса, потому что многие эпизоды должны были сниматься в Европе.
В 2022 году съёмки наконец завершились, но на монтаж и озвучку финансов уже не нашлось. В том же году Павел Чухрай по собственной инициативе покинул пост председателя российского Оскаровского комитета — причиной его ухода стало решение президиума Киноакадемии России не выдвигать фильм от страны на следующую премию «Оскар».
