Родился 22 июня 1923 года в селе Ломное Грайворонского уезда Курской губернии (ныне Белгородская область). Окончил 9 классов средней школы и школу пилотов Гражданского Воздушного Флота в 1940 году. В Советскую Армию вступил в августе 1941 года. В июле 1942 года окончил Армавирскую, а в 1943 году – Батайскую военную авиационную школу пилотов.

С августа 1943 года лётчиком – истребителем в составе действующей армии воевал на Курской дуге, освобождал город Белгород, города Украины, участвовал в Ясско - Кишинёвской операции, в боях за Югославию, Венгрию, Австрию.

Павлу Михайловичу Долгареву не было и 22 лет, когда он вошёл в число лучших асов страны. Рекордно результативной стала для него последняя неделя января 1945 года, в течение которой лейтенант Долгарев сбил в небе Венгрии 14 неприятельских самолётов.

К февралю 1945 года командир звена 116-го истребительного авиационного полка (295-я истребительная авиационная дивизия, 17-я Воздушная армия, 3-й Украинский фронт) лейтенант П. М. Долгарев совершил 152 боевых вылета, в 42 воздушных боях сбил лично 21 и в группе с товарищами 7 самолётов противника, 1 самолёт уничтожил на земле.

Свой последний боевой вылет Павел Долгарёв произвёл уже после подписания акта о капитуляции – 9 Мая 1945 года.

Всего совершил 223 успешных боевых вылета. Проведя 56 воздушных боёв, сбил 30 вражеских самолётов лично и 7 - в группе.

После войны Павел Михайлович продолжал службу в ВВС, летал на реактивных машинах.

В 1956 году окончил Военно-Воздушную академию имени Ю. А. Гагарина. Позже стал заместителем начальника данной академии.

Уволился в запас по состоянию здоровья в 1975 году в звании генерал-майора авиации. Жил и работал в посёлке Монино Щёлковского района Московской области.

За 21 лично сбитый самолёт противника, 1 уничтоженный на земле и умелое руководство боевой работой звена лейтенанту Долгареву Павлу Михайловичу Указом Президиума Верховного Совета СССР от 29 июня 1945 года было присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».