Павел был призван в армию в 1939 году, после того как закончил военное училище. Его призвали на фронт в 1941 году в звании лейтенанта. Он был представлен к награде Ордена Красной Звезды 10 ноября 1941 г. за организацию переправы танковых бригад через реку Нерусса, а также хорошо исполнял должность командира сапёрного взвода на брянском фронте и обнаружил до 175 мин. В звании капитана принимал участие в обороне города Ленинград, за что получил медаль "За оборону Ленинграда". Далее он воевал на 3 Украинском фронте, а потом 12 июня 1945 года он получил Орден Отечественной Войны 2 степени в звании майора за то, что в должности командира 143 Отдельного Мосто-строительного батальона проявил себя энергичным, волевым и требовательным командиром, при выполнении возложенных на батальон заданий Командования. Также руководил батальоном, участвуя в строительстве и наведении мостов через реку Дунай города Чепель, при взятии города Будапешт. В зимний период и в период весеннего ледохода и паводков несколько суток в сжатые сроки обеспечивал восстановление мостов и дорог. Также обеспечивал строительство мостов через реку Раба. Со своим батальоном под личным руководством Ильичёва построено 15 мостов общей протяжённостью 175 п. м., а ещё отремонтировал и очистил  от разбитой техники свыше 225 км дорог. Руководимый Павлом ОМСБ является одной из лучших Мосто-строительных частей фронта, которая являлась особо крепкой, сплочённой, дисциплинированной и мобильной частью, быстро и чётко выполняющей наиболее ответственные задания командования. В итоге в звании подполковника получил 7 наград:
10.11.1941 Орден Красной Звезды
12.06.1945 Орден Отечественной войны II степени
30.01.1951 Медаль «За боевые заслуги»
05.11.1954 Орден Красной Звезды
Медаль «За оборону Ленинграда»
Медаль «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.»
Медаль «За взятие Будапешта»

А в конце войны стал полковником!