У 1670 році вступає в Києво-Могилянську академію, навчається і здобуває освіту. У 1680 році одружується на племінниці гетьмана Самойловича – Єфимії. Із закінченням академії проходить службу в запорізькому війську. У 1692 році батька Полуботка, гетьман Мазепа звинувачує у зраді держави. Батько був позбавлений посади з конфіскацією маєтків. Але в 1703 році Полуботок добився повернення земельних володінь до Чернігівського полку, а 1705 року – отримав дозвіл на обрання чернігівського полковника.
У 1708 році Полуботок відмовляється підтримувати Мазепу у війні з московським царем Петром І. До того ж Полуботок виявився претендентом на гетьманство, тільки чомусь замість нього обрали Івана Скоропадського. Мотивом слугував страх перед царем Петром І. У 1708 році московський цар наділяє Полуботка селами Обидовського (небіж Мазепи), а пізніше Любеч з частинами володіння Мазепи та Орлика.
Розпочинає активну господарчу діяльність. Ним розвивається промислове виробництво від якого відповідно отримував хороший дохід (з млинів, гуралень, гутень і рудень, від зернової та тютюнової торгівлі). З виручених коштів виділяв на закупівлю маєтків у полках Гадяча, Лубен, Ніжина, Охтирська, Сум, Чернігова. Починаючи з ХVІІІ століття Полуботок стає найбільшим магнатом земель Гетьманської та Слобідської України.
У нього розташовувалася невелика бібліотека, нараховувалася іконна та збройна колекція. Великий інтерес він проявляв до історії, упорядкувавши «Кроніку» України, зазначену періодом 1452-1715 років. Як меценат надає кошти на будівництво Вознесенського собору у місті Чернігів. У 1722 році як наказний гетьман за указом Петра І будує Ладозький канал.
Заміняв Івана Скоропадського як наказний гетьман Запорозького Війська. Зі смертю Скоропадського з не розпочатими виборами Полуботок вже був оголошений наказним гетьманом. Наприкінці літа усе ж того року у місті Глухів Петром І створюється Малоросійська колегія. Очолив її Степан Вельямінонов з метою контролю українського гетьманства. У 1723 році Петро І розширив її повноваження, звузивши гетьманські.
Полуботок увів низку реформ, зокрема судочинну, фінансову, соціальну. Виданий ним універсал стосувався наступного: заборонити зловживання світськими та духовними мужновладцями їхнього посягання на козацький стан; визначити порядок судової апеляції та регламентувати судочинний процес.
Фінансовою реформою передбачалося: подати Сенату Російської імперії усі необхідні клопотання та чолобитні старійшин, козаків, вимагати скасування фінансового підпорядкування Малоросійській колегії Гетьманщини, заявити про саботаж фінансових розпоряджень колегії, тоді ж як соціальною – гальмувати інкорпораційну реформу 1722 року з відсутністю царя Петра І, скасувати завдяки Сенату постанови Вельямінова.
Полуботок був викликаний до Москви і звинувачений у антиросійській діяльності та підбурюванні народу проти царя. У 1723 році Петром І було заборонено проведення нових гетьманських виборів. Восени Полуботка і старшину почала допитувати Таємна канцелярія.
Полуботком надається пропозиція заміни Малоросійської колегії на Генеральний суд, який має складатися із сімох персон. Спроби домовленості зі сторони Данила Апостола, старшини щодо проведення виборів гетьмана та ліквідування податків колегією аж ніяк не подіяли на Петра І. Восени 1723 року Полуботок був ув’язнений разом з іншими у Петропавлівській фортеці.
У 1724 році Вищий суд розглядає справу Полуботка. Перед своєю смертю Павло Полуботок сказав московському цареві, що Бог розсудить Петра і Павла. Взимку 1724 року Полуботок помирає від хвороби. Тіло гетьмана Полуботка поховали в Петербурзі на кладовищі, з розташованою у нім капличкою на честь святого Самсонія Прочанолюбця. У 1725 році усі Гетьманщина через прислугу дізналася про смерть Полуботка.
У церкві міста Глухів священники разом із козаками відслужили панахиду за спочилим гетьманом України Павлом Полуботком. Пізніше як передбачив Полуботок за свої злодіяння по відношенню до України Петро І відповів сповна (за свій блудний спосіб життя отримав хворобу сифіліс від якої помер у 1725 році). Петро І покараний Богом за закатоване українське козацтво, трупами яких був встелений Ладозький канал, на кістках українців будувалося «вікно в Європу».
Пегас