巴甫洛夫的爸爸是个穷牧师，巴甫洛夫的外公也是个穷牧师。由于淘气的小巴甫洛夫幼年从高墙上摔下，受了重伤，使本不富裕的家庭雪上加霜，他11岁才上了本地的教会小学。

巴甫洛夫曾经打算和贝林走同一条成长的路线：学神学、当牧师。

巴甫洛夫偶然接触到俄国生理学家谢切诺夫的书《脑的反射》和英国生理学家乔治·亨利·刘易斯的科普读物《日常生活的生理学》，给了他最早的生理启蒙：什么是消化，什么是呼吸，什么是心脏……由于太喜欢这些书了，以至于多年之后他的实验室里还放着它们。

未来的牧师巴甫洛夫就这样决心改变人生路径，转而走进了科学世界。

1870年，他考入俄国圣彼得堡大学，最终选定的专业是动物生理学。著名生理学家谢切诺夫、化学家门捷列夫都是这里的老师。

巴甫洛夫学习刻苦，动手能力也很强，但是他一直很拮据，全靠奖学金和兼职做家教勉强补贴生活。巴甫洛夫出门不舍得坐车，为了省车票钱，去哪全靠走路。

在大学三年级时，学校里有一位教授生理学的齐昂教授很欣赏他，让他做自己的助手，这样巴甫洛夫就可以一边做研究，还能一边赚点生活费。

巴甫洛夫本来是个左撇子，为了方便做实验、动手术，他就训练自己“左右开弓”，把两只手都练得很灵巧。就这样边研究边实践，他从本科念到了博士，后来还去了德国著名的莱比锡大学深造。

巴甫洛夫最初的研究重点在血液循环、消化生理和神经系统等方面。他先是发现了胰腺的分泌神经，后来又发现了著名的“巴甫洛夫神经”，即温血动物心脏里的特殊营养神经，专门控制心跳强弱，而不负责管理心跳快慢。

巴甫洛夫从此成为生理学的新门派“神经营养学”的开山祖师爷。他那篇著名的博士论文“心脏的传出神经支配”，不仅为他解决了工作问题（当老师），还使他获得了学校发的金质奖章。

此后，他开始研究哺乳动物的消化生理学。

1901年，他开创性设计了著名的“假饲”实验：首先通过手术把狗的食管切断，给狗的食管和胃分别都接上管子，把狗饿一天后带狗去吃肉，狗欢天喜地地吃了很多，但是吃的肉全从连着食管的管子里漏出来了，什么也没到胃里。令人惊奇的是，连着空空的狗胃的管子里却流出了大量的胃液。

巴甫洛夫发现胃液的分泌是由第十对脑神经——迷走神经控制的。哪怕狗什么都没吃到肚子里，神经也会产生反应，这是动物天生就有的。人类的膝跳反应也一样，巴甫洛夫称之为非条件反射。

与之相对的是条件反射。人和动物都可以通过训练产生特定条件反射。巴甫洛夫证明了条件反射的条件刺激如果不够，产生的反射行为就会削弱并消失。

巴甫洛夫通过研究动物消化腺的“心理性分泌”和条件反射的秘密，搞清楚了神经系统在控制消化过程中的主导作用，因此他荣获了1904年的诺贝尔生理学或医学奖。这也是生理学家第一次获得诺贝尔奖。

对他而言，诺贝尔奖这一科学界的最高荣誉只能概括他工作的一小部分。巴甫洛夫还证明了人的大脑受到条件反射和非条件反射的双重叠加影响，一不小心又开创了高级神经活动心理学的新领域，这个学说也被称作条件反射学说。这直接导致了行为主义心理学的诞生。

巴甫洛夫年纪大了以后开始逐渐关注精神病学研究，他提出有“两个信号系统”，第一个信号系统是声音、光线、味道等感官直接刺激的，属于动物和人都有的。

第二个信号系统是以语言为信号的刺激，只有人类才有的。如果两个信号系统不和谐，人的高级神经活动就会出问题。

简单来说就是，信号乱了，就得神经病了。

1936年，这位成绩斐然的生理学家、心理学家、医生、诸多理论的开创者病逝，享年86岁。据说在弥留之际，巴甫洛夫还不断向身边的助手口述生命衰变的感觉，要为一生挚爱的科学事业留下更多的研究材料。

巴甫洛夫是一位伟大的科学家，是不朽的传奇！人们以他的名字命名大学（巴甫洛夫国立医科大学）、小行星1007（Pawlowia）和月球陨石坑（Pavlov），在他的故乡立起纪念碑、建立纪念馆来纪念他的伟大贡献。