Был единственным сыном барона (1733) Сергея Григорьевича Строганова и Софии Кирилловны Нарышкиной. Получив хорошее образование в доме родителей, завершил его путешествием за границей: в 1752—1757 годах слушал лекции в университетах Женевы, Болоньи и Парижа.
При частых поездках в чужие края занялся составлением своей известной коллекции картин знаменитейших мастеров, эстампов, камней, медалей и монет (последних свыше шестидесяти тысяч).
Создатель Строгановской дачи в Санкт-Петербурге на Чёрной Речке.
Инициатор строительства собора с привлечением русского архитектора и председатель (с 1801 года) попечительского совета по строительству Казанского собора.
Владелец одного из самых известных домов в Петербурге — Строгановского дворца на углу Невского проспекта и реки Мойки.
С 1784 года и до своей смерти был Петербургским губернским предводителем дворянства; современники его любили за пышные приемы и гостеприимство.
С 1800 года и до смерти состоял президентом Академии художеств. Состоял директором Императорской Публичной библиотеки (1800—1811).
Участвовал в работе комиссии по составлению нового уложения при Екатерине II. Отстаивал создание школ для крестьян.
Скончался 27 сентября 1811 года; и погребён на Лазаревском кладбище Александро-Невской лавры.
Анна Михайловна,
первая жена
Екатерина Петровна,
вторая жена
Строганов с женой и детьми в Париже
Павел Строганов
Строганов организовал первую в России партию в «живые шахматы». Она состоялась в загородном дворце графа по случаю приезда в Петербург шведского короля Густава IV в 1796 году.