Окончил юридический факультет Московского университета со степенью кандидата прав. Был кандидатом на судебные должности при Московском городском суде, исполнял обязанности городского судьи в Твери, служил судебным следователем в Подольске, членом Московского окружного суда по гражданскому отделению. Преподавал право на курсах Полторацкой в Москве. Выступал с докладами в Юридическом обществе. Автор ряда публикаций по социальной и религиозно-философской проблематике. Писал о судьбе беспризорных детей, о проблеме защиты рабочих на опасных для здоровья производствах.
В начале XX века организовал в своём доме в Москве религиозно-философский кружок, в работе которого участвовали А. Белый, Эллис (Л. Л. Кобылинский), Н. А. Бердяев, Ф. А. Степун, священники К. М. Аггеев и Г. С. Петров и др. Был далёк от политической деятельности.
В 1917 был членом Предсоборного совета, затем членом Поместного собора Русской православной церкви. По воспоминаниям своего брата Николая Ивановича, «вера в Бога, верность русскому православию, служение людям — вот что было обретено им в его мучительных исканиях».
Также Н. И. Астров сообщает такую характеристику его брата, данную Кобылинским-Эллисом:
Судьба его после 1919 неясна. В своем письме некоей особе Д. А. Астров (племянник Павла Ивановича), которому удалось выбраться на Юг, пишет: «Павла Ивановича нет больше. Вместо него существует в Москве Черноруков, живущий у Троицы с семьёй» (ГАРФ 5913, оп.1, д. 1129 — «Смерть моих братьев», л. 28). Согласно письму, Д. А. Астров был в Москве до 13 октября 1919 н. ст., расстрел братьев Астровых, опять же, согласно письму, датируется 13 сентября. Таким образом, П. И. Астрову удалось избежать ареста, и, очевидно, он жил или в Сергиевом Посаде, или у Троицкого подворья в Москве.