Родился в 1917 году в с. Терновое Коротоякского района (в настоящее время Острогожского района) Воронежской области. Отец — Хорошилов Максим Ефимович.
В 1939 году призван в РККА.
25 мая 1942 года экипажу 6-й гвардейской танковой бригады «а» был передан танк КВ-1 «Беспощадный». Командир танка — лейтенант П. М. Хорошилов.
В середине августа немцы начали наступление из района западнее Болхова на Калугу. Для проведения операции «Смерч» привлекалось 11 дивизий, в том числе 9-я и 11-я танковые и 25-я моторизованная, имевшие до 400 боевых машин. В ночь с 10 на 11 августа 1942 года соединения 2-й танковой армии провали фронт в районе севернее Ульяново и стали стремительно продвигаться на Козельск. В ночь с 11 на 12 августа 1942 года П. М. Хорошилов получил приказ: в составе взвода встретить на переправе через реку Вытебеть у деревни Дебри прорвавшиеся танки и пехоту противника. Хорошиловцам пришлось встретиться с противником на марше к деревне. Хорошилов первым из трёх боевых машин взвода повёл наступление на населённый пункт. Метким огнём командира орудия тов. Фатеева и пулемётчика тов. Егорова было уничтожено: 2 средних танка и 1 лёгкий танк, 2 бронемашины, 5 автомашин с боеприпасами, 2 тяжёлых и 2 лёгких орудия и 1 миномёт. В результате боёв в районе деревни Слободка Ульяновского района Орловской области с 12 по 14 августа 1942 года экипажом П. М. Хорошилова было уничтожено 7 танков, 4 танкетки-тягача, 6 бронемашин, 5 автомашин и другой техники противника. За этот эпизод командование 1-го танкового батальона 6-й гвардейской танковой бригады представило П. М. Хорошилова к ордену Ленина, однако по рекомендации командования 1-го гвардейского кавалерийского корпуса был награждён орденом Красной Звезды (20 сентября 1942).
Утром 22 февраля 1943 года началось наступление войск на жиздринском направлении. Помимо других частей, в наступлении участвовала и 23-я отдельная танковая бригада полковника М. К. Скубы. 28 марта газета «Красная Звезда» сообщила:
По воспоминаниям Егора Сергеевича Царапина, механика-водителя танка «Беспощадный»:
Павел Максимович Хорошилов погиб 1 марта 1943 года в районе деревни Ашково-Верхнее Жиздринского района Орловской области (в настоящее время Калужской области).
За наступательные бои в период с 23 февраля по 1 марта 1943 года командование 1-го танкового батальона 6-й гвардейской танковой бригады представило П. М. Хорошилова к ордену Отечественной войны I степени (26 июня 1943).
Тяжёлый танк КВ-1 был построен в мае 1942 года на личные средства лауреатов Государственной премии художников Кукрыниксы (М. Куприянова, П. Крылова и М. Соколова) и поэтов В. Гусева, С. Маршака, С. Михалкова, Н. Тихонова. По предложению члена Военного совета Бронетанковых и механизированных войск Красной Армии Н. И. Бирюкова писатели и художники назвали его «Беспощадный», чтобы танк не затерялся среди множества других боевых машин. На броне машины Кукрыниксы нарисовали плакат — разорванный на части орудийным огнём Гитлер, а поэты написали стихи:
Командир танка — лейтенант Павел Максимович Хорошилов, старший механик-водитель Георгий Филиппов, механик-водитель Егор Сергеевич Царапин, наводчик Алексей Иванович Фатеев (погиб одновременно с Хорошиловым), стрелок-радист Алексей Егоров. Танк находился в строю около девяти месяцев. В марте 1943 года получил повреждения и отправлен в ремонт. К тому времени танк с боями прошёл 700 км, а экипаж танка подбил 27 танков противника, уничтожил 9 миномётов, 10 пушек, 17 пулемётов, около 30 единиц автотранспорта и 13 бронеавтомобилей. После войны танк передали в Кубинку. В 1948 года танк отправили на переплавку на московский завод «Серп и Молот».
Павел Максимович Хорошилов похоронен в дер. Слободка Думиничского района Смоленской области (ныне Калужской области).
На окраине украинского города Новограда-Волынского сооружен мемориальный комплекс в честь танкистов, отличившихся здесь в боях с немецко-фашистскими захватчиками. В центре комплекса — постамент с танком, на броне которого строгая надпись — «Беспощадный».