На фронте с первых дней войны. Заместитель начальника штаба по оперативной работе 4 штурмового авиационного полка. В декабре 1941г. направлен в Военную-воздушную академию им.Фрунзе.

С 13 ноября 1943г. заместитель начальника штаба по оперативноразведывательной части 7 гвардейского  штурмового авиационного полка. При выходе наших наземных войск в район Эльтиген, своевременно доводил до экипажей решения командира авиаполка, тщательно подготавливая их к каждому вылету.

С 19 марта 1944г.- помощник начальника оперативно-разведывательного отдела 230 штурмовой авиадивизии.

За время боевой работы в дивизии обеспечил 3913 боевых вылетов по разгрому противника в Крыму и освобождению Севастополя.

Приказом от 18 июня 1944г. гвардии капитан Балабанов награжден орденом Красной Звезды.

С 20 сентября 1944г.- заместительначальника штаба по оперативно-разведывательной части 312 штурмового авиаполка. В этот период наши наземные части вышли к р.Нарев (Польша).

Имея хорошую тактическую подготовку, Павел Иванович оказывал помощь службам полка и командирам авиаэскадрилий в организации и проведении боевой подготовки. Проводил занятия по тактике и бомбометаниям. Анализировал и офрмлял разведывательные и боевые донесения.

В ноябре 1944г. за многолетнюю и безупречную службу награжден медалью «За боевые заслуги».

С 13 января по 13 февраля 1945г. находился в 8 мотомеханизированном корпусе, будучи в боевых порядках на одном из танков корпуса, работал на рации наведения штурмовиков.

При выходе корпуса в район г.Цеханув, противник открыл фланговый артиллеристко-минометный огонь. Капитан Балабанов навел группу из восьми самолетов ИЛ-2, которые за 5 заходов взорвали склад боеприпасов и минометные установки, уничтожили расчеты артиллерийских батарей. Корпус продолжил наступление.

У г.Шенау его танк был подожжен огнем самоходного орудия. В другом бою, когда из строя выбвл один из членов экипажа танка, Павел Иванович стал выполнять обязанности заряжающего.

В конце февраля был представлен к ордену Отечественной войны II степени, награжден им согласно приказа от 25 мая.

Награжден медалями «За освобождение Варшавы», «За взятие Кенигсберга», «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.»

Награжден медалью Польской Народной Республики «За Варшаву 1939-1945».

В 1949г. награжден орденом Красной Звезды, в 1953г.- орденом Красного Знамени.

Службу окончил 05.09.1960г. подполковник.