Родился в городе Смоленске, в крестьянской семье. Член КПСС с 1943 года. Окончил железнодорожную школу и аэроклуб. Затем работал в аэроклубе инструктором.
Прозван в армию в 1940 году. Закончив в 1942 году Сталинградскую военную авиационную школу пилотов участвует в боях на 3-м Украинском фронте.
К 1945 году на должности командира эскадрильи (897-й истребительный авиационный полк). Всего, за войну, совершил 172 боевых вылета, сбил лично 16 (один тараном) и в группе 7 самолётов противника.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 18 августа 1945 года, Караваю Павлу Петровичу было присвоено звание Героя Советского Союза.
В 1956 году окончил Военно-воздушную академию.
В запасе с 1973 года.
Жил в Киеве.
Умер 5 февраля 2004 года (охоронен на Лесном кладбище)
Каравай, Павел Петрович на сайте «Герои страны»