Био је мобилисан, као санитетски официр, у аустроугарску војску и послат на руски фронт, где је, код Пшемисла, убрзо заробљен. Као ратни заробљеник, 1916. године, пријавио се за добровољца у Српски добровољачки корпус, с који је учествовао у борбама на Добруџи. После фебруарске револуције у Русији, 1917. године, напустио је корпус и ступио у руску армију, коју је убрзо напустио и постао војник југословенског батаљона у Кијеву. Овај батаљон је, касније, пребачен у Сибир, у Томск, и преформисан у пук који је носио име „Матија Губец“.
Павле се у Томску, 1919. повезао с организацијом Бољшевичке партије. После агитације, коју је спровео у пуку, успео је да комплетан пук пребаци на страну Црвене амрије. У току лета 1920. постао је члан Руске комунистичке партије (бољшевика), а исте године, у зиму, упућен је у Москву, где је помогао формирању школе „црвених командира“ за Југословене учеснике грађанског рата. У тој школи је држао политичку наставу, и био секретар партијске ћелије.
Августа 1921. вратио се у Краљевину Срба, Хрвата и Словенаца и одмах се укључио у рад, тада већ илегалне, Комунистичке партије Југославије. Наставио је студије медицине, које је завршио 1924. у Загребу. После завршетка студија, радио је као лекар, у разним крајевима земље, учествујући истовремено у акцијама КПЈ. Радио је у Краљевици, Трогиру, Госпићу, Загребу и другим местима. У Краљевици се први пут упознао с металским радником Јосипом Брозом. Други пут се срео с Брозом када га је, по задатку партијске организације Загреба, посетио у затвору у Лепоглави.
Грегорићева активност није измакла полицији. Више пута је хапшен и прогањан, а Државни суд за заштиту државе осудио га је, 1923. на двогодишњу робију. Због учешћа у једном штрајку политичких осуђеника, казна му је повећана за још две године робије.
После изласка с робије, Павле је преузео најодговорније задатке у Партији. Извесно време је радио на организовању илегалних пунктова за слање добровољаца у Шпанију. Радио је и у партијској техници и у уређивању илегалног партијског листа „Вјесника“. На Оснивачком конгресу Комунистичке партије Хрватске, августа 1937. године, изабран је за члана Централног комитета. Поново је ухапшен децембра 1939, када је до маја 1940, с другим комунистима, био заточен у концентрационом логору у Билећи.
Убрзо потом, био је послат у Мославину и Словенију, да организује устанак. У јесен 1942. године прешао је на ослобођену територију Лике и Кордуна, где се налазио Главни штаб НОВ и ПО Хрватске и ЦККП Хрватске. Од првих устаничких дана дао је значајан допринос организовању народне власти на ослободеној територији. Вршио је одговорне функције у највишим органима револуционарне власти - био је један је од оснивача и секретар ЗАВНОХ-а (1943—1945), већник Првог и Другог заседања АВНОЈ-а, као и члан Председништва АВНОЈ-а.
После ослобођења Југославије, Павле Грегорић је вршио најодговорније функције у друштвеном и политичком животу Хрватске и Југославије. Био је члан Савезне владе (1945), председник Контролне комисије НР Хрватске (1946—1948), председник Савета за народно здравље и социјалну политику ФНРЈ (1948—1953), амбасадор у Италији (1954—1955), члан Савезног извршног већа (1955—1958) и потпредседник Савезне скупштине (1958—1963). Биран је за посланика Сабора НР Хрватске и Савезне скупштине у више сазива.