Родился 25 февраля 1922 года в посёлке Косино (ныне в черте города Москвы). Окончил среднюю школу. С 21 декабря 1940 года в Красной Армии, призван Ухтомским РВК (Московской области). В 1942 году окончил Качинскую военную авиационную школу пилотов.

С ноября 1942 года сержант А. Н. Павлов служил в 16-м ЗИАП Приволжского военного округа. В марте 1943 года переведён в находящийся на переформировании 247-й ИАП (5 февраля 1944 года преобразован в 156-й Гвардейский ИАП). С 25 мая 1943 года - в действующей армии, летал на Як-1.

В одном из воздушных боёв на Курской дуге закрыл своим самолётом командира от огня вражеского истребителя, затем несмотря на повреждения самолёта и на своё ранение, довёл свой самолёт до переднего края наших войск и покинул его с парашютом. После Курской битвы участвовал в битве за Днепр, Кировоградской и Корсунь-Шевченковской наступательных операциях, в Уманско-Ботошанской наступательной операции и в воздушном сражении на подступах к Румынии, в Львовско-Сандомирской наступательной операции, в боях за Сандомирский плацдарм и в Висло-Одерской наступательной операции. Дважды был легко ранен в боях.

К 1 февраля 1945 года командир звена 156-го Гвардейского истребительного авиационного полка (12-я Гвардейская истребительная авиационная дивизия, 1-й Гвардейский штурмовой авиационный корпус, 2-я Воздушная армия, 1-й Украинский фронт) Гвардии старший лейтенант А. Н. Павлов совершил 224 боевых вылета, провёл 40 воздушных боёв, в которых сбил лично 16 самолётов противника. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 10 апреля 1945 года удостоен звания Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали "Золотая Звезда" (№ 6085).

Затем участвовал в Нижне-Силезской, Верхне-Силезской, Берлинской и Пражской наступательных операциях. Участник боёв за взятие Берлина и освобождение Праги.

К 11 мая 1945 года Гвардии капитан А. Н. Павлов выполнил около 300 боевых вылетов, провёл 47 воздушных боёв и сбил лично 17 самолётов противника.

После окончания войны продолжал служить на различных должностях в ВВС. В 1952 году окончил Военно-Воздушную академию. С 9 апреля 1976 года Гвардии полковник А. Н. Павлов - в запасе. Жил в Москве. Работал в авиационном конструкторском бюро. Умер 10 мая 1995 года. Похоронен на Троекуровском кладбище. Именем Героя названа улица в Москве.

Награждён орденами: Ленина (10.04.1945), Красного Знамени (25.12.1943, 05.09.1944), Александра Невского (15.05.1944), Отечественной войны 1-й степени (28.05.1944, 11.03.1985), Отечественной войны 2-й степени (18.05.1945), Красной Звезды (23.07.1943, 09.03.1956, 30.12.1956); медалями, в том числе "За боевые заслуги" (17.05.1951).