Павел родился в семье Галины Артемьевой, 28 февраля 1983 года в городе Оломоуц (Чехословакия, ныне в Чехии). Затем переехал в Москву. Во время обучения в Италии окончил отделение Миланской консерватории им. Джузеппе Верди в городе Комо по классу тромбона. По собственной инициативе Павел вернулся в Москву, где поступил в Институт стран Азии и Африки на кафедру японского языка. Правда, проучился там недолго (всего 2 года) — изучение японского требовало слишком много времени.Свою первую песню Павел написал в 13 лет. Снимался в молодёжных журналах как модель, участвовал в показе Вивьен Вествуд, а также снялся в клипе Земфиры на песню «Трафик» .
В 2002 году прошёл кастинг на «Фабрику Звёзд 1» . Во время проекта продюсер Игорь Матвиенко организовал группу («Корни» ), одним из солистов которой и являлся Паша. Популярность Павлу Артемьеву принесла песня «Понимаешь» , спетая в дуэте с будущей солисткой группы «Фабрика» Ириной Тоневой.Летом 2008 года Павел снялся в фильме «Доброволец» , роль в котором ему предложил режиссёр Эдуард Бояков.
В марте 2009 года начались репетиции спектакля «Жизнь удалась» в московском театре «Практика» с его участием. Премьера спектакля состоялась в мае 2009 года.
В ноябре 2009 года Павел Артемьев начинает выступать как вокалист кавер-группы «Rookie Crew» (так же играет на мелодике и тромбоне). Вместе с группой выступал на сцене таких клубов как «Солянка» , «16 ТОНН» , «Лебединое озеро» (где в июне 2010 года группа выступала вместе с Louie Austen)В декабре 2009 года Павел начинает выступать как диджей и участник супергруппы «Rookie Crew» в группе «Pussycat Balls» .28 Февраля 2010 году, в день своего рождения, Павел Артемьев в клубе «Солянка» презентует группу 21GRAMM.
В скором времени группа сменила название на Artemiev.Летом 2010 года Павел покидает группу «Корни» по причине истечения контракта. Активно занимается музыкальной и театральной деятельностью.
В июле 2010 года Павел представил два сингла «Кругами» и «Simptom of life» в рамках сольного проекта «ARTEMIEV» , который является основным музыкальным детищем артиста по сей день.20 октября 2010 года состоялся первый сольный концерт группы Павла Артемьева «Artemiev» на сцене клуба «16 тонн» . Этот концерт стал так же презентацией группы широкой общественности.29 января 2011 в московском Театре-студии ИРТ состоялась премьера спектакля «…Пока смерть не разлучит нас…» по пьесе итальянского драматурга Альдо Николаи «Любовь до гроба» режиссёра В. Лезиной с Павлом Артемьевым, Александром Асташенком, Викторией Лёзиной в главных ролях.
В 2011 году в театре «Практика» состоялись две премьеры с участием Павла — поэтический спектакль «Стихи про Москву» (Павел читает стихи Фёдора Сваровского) и «Жара» по пьесе Наталии Мошиной.28 февраля 2012 года состоялась премьера киноальманаха «Astra, I love you» , где в новелле «Акварель» Павел Артемьев сыграл роль художника.
В 2012 году Павел вышел на сцену московского «Политеатра» в поэтическом спектакле «Вера Полозкова. Избранные» вместе с Верой Полозковой, Алисой Гребенщиковой и Михаилом Козыревым.
В 2013 году снялся в фильме Интимные места режиссёра Натальи Меркуловой, в котором сыграл роль кучерявого мага.
В 2015 году прошёл обучение на актёрских курса Иваны Чаббак в Лос-Анджелесе.