Павел Алексеевич Ермолаев родился в 1910 г. в д. Старое Голубково Лужского уезда Санкт-Петербургской губернии (ныне Батецкий район Новгородской области).

После окончания 5 классов учился на кузнеца, а затем работал кузнецом. Был женат на Александре Федоровне Романовой, 1912 г.р., от которой имел двоих детей: дочь Лидию 1934 г.р., и сына Юрия 1937 г.р. В Ленинграде семья проживала с середины 1930-х гг. по адресу: ул. Плеханова (ныне Казанская), дом 4/2, кв. 10.

В 1938 г. П.А. Ермолаев вступил в ВКП (б) (ЦГАИПД СПБ. Ф. Р-1728. Оп.1-89. Д.705046).

Накануне войны Павел Алексеевич Ермолаев работал в должности управхоза домов №№2/1 и 4/2 по ул. Плеханова Куйбышевского районного жилищного управления №1 городаЛенинграда.

Был призван на военную службу Куйбышевским районным военным комиссариатом города Ленинграда 25 июня 1941 г., а затем в составе команды Б-1 направлен в Балтийский флотский экипаж Краснознаменного Балтийского флота (БФЭ КБФ) (АВМФ. Ф.578. Оп.8405. Д.2).

Отношением начальника мобилизационного отдела БФЭ КБФ от 13 июля 1941 г. №12-1307 направлен из БФЭ в Западный укрепленный район (ЗУР) КБФ (АВМФ. Ф.392. Оп.021718. Д.1. Л.3об)

Приказом Отдельного противотанкового артиллерийского дивизиона (ОПТАДН) ЗУР от 17 июля 1941 г. №2 среди прочих краснофлотцев и младших командиров, прибывших на укомплектование из БФЭ КБФ, назначен на должность «мастер химический» в мастерской и отделении боевого питания ОПТАДН ЗУР КБФ (АВМФ. Ф.392. Оп.021718. Д.1. Л.2).

В соответствии с приказом от 01 сентября 1941 г. №1 ОПТАДН ЗУР был реорганизован в отдельный артиллерийский дивизион береговой обороны среднего калибра (ОАДНБО) Южного укрепленного района (ЮУР). Еще через 10 дней приказом от 11 сентября 1941 г. №19 ОАДНБО ЮУР был передан в состав 2 Отдельной бригады моряков (2 ОБМ) ЮУР КБФ (АВМФ. Ф.392. Оп.021718. Д.2. Л.4об).

В 2 ОБМ ЮУР КБФ П.А.Ермолаев был назначен на должность химиста отделения боевого питания (АВМФ. Ф.392. Оп.021718. Д.2. Л.11).

До апреля 1942 г. продолжал службу в 2 ОБМ КБФ (АВМФ. Ф.392. Оп.021711. Д.1. Л.26, 39об, 40; Д.3. Л.30об; Д.15. Л.15об).

После реорганизации 2 ОБМ  в 3 особый полк морской пехоты (3 Оспмп), затем 3 Оспмп – в 3 стрелковую бригаду (3 сб), а 3 сб - в 50 отдельную стрелковую бригаду (50 Осбр) с неустановленного момента П.А.Ермолаев последовательно служил в вышеперечисленных воинских частях Приморской оперативной группы (ПОГ) Ленинградского фронта (ЛФ).

Приказом 50 Осбр от 05 ноября 1943 г. №0175 краснофлотец Отдельного артиллерийского дивизиона (ОАД) 50 Осбр П.А. Ермолаев был награжден значком «Отличный связист» (ЦАМО. Ф.1851. Оп.23050с. Д.6. Кор.7535 Л.89).

02 февраля 1944 г. ОАД 50 Осбр была расформирована с передачей личного состава во 2 ударную армию (2 УдА) ЛФ (ЦАМО. Ф.1851. Оп.1.Д.6. Кор. 10251. Л.2).  П.А.Ермолаев был направлен в 48  Краснознаменную Ропшинскую стрелковую дивизию им. М.И. Калинина (48 сд). Там он проходил службу в качестве связиста взвода связи 3 стрелкового батальона 301 стрелкового полка (301 сп).

27 февраля 1944 г. в ходе боев под Нарвой у деревни Соокюла (Sookula), где подразделениям 301 сп 48 сд противостояли немецкие части СС и эстонские батальоны территориальной обороны «Омакайтсе», П.А. Ермолаев был ранен.

Приказом 301 сп  от 27 февраля 1944 №34 был исключен из списков 301 сп в связи с ранением и направлением в 34 отдельный медико-санитарный батальон (34 омсб) (ЦАМО. Ф.301сп. Оп.273788с. Д.7. Кор.2158).

Согласно донесению 34 омсб, на следующий день, 28 февраля 1944 г., Павел Алексеевич Ермолаев скончался от ран (ЦАМО. Ф.301сп. Оп.35280с. Д.4. Кор.2166. Л.178).

Первоначально был похоронен в братской могиле д. Коссари (рус. Косарь, эст. Kossari) волости Омути Нарвского района Эстонской ССР.

В 1953 г. в связи с сооружением Нарского водохранилища останки П.А.Ермолаева были перезахоронены в братскую могилу на кладбище «Северная окраина» в городе Сланцы Ленинградской области.