Образовательное учреждение получило статус гимназии в 1990 году. Гимназия размещается в специально построенном для образовательных целей здании бывшего Павловского института благородных девиц, возведённом в 1848-1851 гг. по проекту Рудольфа Андреевича Желязевича и расположенном в историческом центре Санкт-Петербурга, рядом с Невским проспектом и площадью Восстания.

Павел I – основатель Императорского Военно-Сиротского дома, от которого ведётся отсчёт существования Павловского женского института (Павловского института благородных девиц), действовавшего в России до 1918 г.

Здание гимназии (более 13970 квадратных метров) – одно из самых больших зданий общеобразовательных учреждений в городе (для сравнения площадь Михайловского дворца «Русского музея» составляет 12398,6 квадратных метров).

Великолепные интерьеры центральной лестницы – одна из особенностей здания гимназии.

Исторический актовый зал гимназии (436,9 квадратных метров) – один из самых больших и просторных залов, существующих в общеобразовательных учреждениях Санкт-Петербурга.

12 октября 2011 г. в актовом зале открыты портреты императора Павла I и императрицы Марии Фёдоровны, созданные и преподнесённые в дар гимназии художником Еленой Владимировной Петрусенко.

В 2010 г. начал работу конференц-зал, расположенный в помещении бывшей церкви апостолов Петра и Павла.

Библиотека гимназии – одна из лучших библиотек образовательных учреждений Центрального района. 25 октября 2010 г. на её базе открыт информационно-образовательный центр «Русский музей: виртуальный филиал».

В 24 классах гимназии обучаются около 650 человек, работают 120 сотрудников, преподают 50 учителей и воспитателей, из которых три – кандидаты наук, три – Заслуженные учителя России, пять учителей – победители конкурса лучших учителей в рамках реализации приоритетного национального проекта «Образование».

При гимназии работает детский сад, включающий четыре группы на 84 воспитанника. Воспитатель детского сада Татьяна Яковлевна Елисеева – Заслуженный учитель России.

Гимназия – победитель конкурса лучших образовательных учреждений, внедряющих инновационные проекты, в рамках реализации приоритетного национального проекта «Образование» (2009 г.).

В 2009 г. гимназия была включена в национальный реестр «Ведущие образовательные учреждения России».

Директор гимназии Дмитрий Георгиевич Ефимов – победитель конкурса «Лучший руководитель образовательного учреждения Санкт-Петербурга» (2010 г.).

В 2012 г. педагогический коллектив гимназии успешно завершил трёхлетнюю работу в режиме районной опытно-экспериментальной площадки по теме: «Создание модели поликультурной образовательной системы на основе интеграции гуманитарного образования и гражданско-патриотического воспитания».

Со второго класса в школе ведется углублённое изучение английского языка. С пятого класса преподается второй иностранный язык – немецкий или французский. Возможно изучение трёх языков.

100% выпускников гимназии поступают в высшие учебные заведения.

Учащиеся гимназии – победители и призёры заключительного этапа Всероссийской олимпиады школьников по французскому, немецкому, английскому языкам, истории.

С октября по апрель на платных подготовительных курсах ведутся занятия по развитию детей, достигших шестилетнего возраста.

Большое внимание в гимназии уделяется физическому воспитанию и спорту. Учащиеся гимназии – победители районных и муниципальных соревнований по волейболу, баскетболу.

С 2000 года работает музей истории гимназии. Его официальное открытие состоялось 27 декабря 2007 года. Экспозиция музея посвящена истории Павловского женского института, Института живого слова, учебных заведений межвоенного периода, госпиталя № 2015, работавшего в период советско-финляндской и Великой Отечественной войн, 209-й школы и гимназии № 209. Экскурсии проводятся на русском, английском, немецком и французском языках.

Экскурсоводы и Совет музея традиционно занимают призовые места на районных и городских конкурсах.

Гимназия стала инициатором занесения имени императора Павла I в Памятные листы Золотой Книги Санкт-Петербурга. 19 апреля 2012 г. торжественная церемония занесения имени государя прошла в стенах гимназии.

Традиционные мероприятия в гимназии - осенний и весенний общешкольные туристические слёты, Павловские чтения, конференция гимназического научно-исследовательского общества, День семьи, военно-спортивный праздник «А ну-ка, мальчики».

В гимназии действуют программы культурного обмена с Германией (Эрфурт, Дюйсбург, Гамбург), США (Сент-Луис), Швецией (Стокгольм).

Гимназия сотрудничает: с Российским государственным педагогическим университетом имени А.И. Герцена, Санкт-Петербургским государственным университетом, Государственным Русским музеем, Пушкинским музеем-заповедником «Михайловское», с настоятелем церкви Святого апостола-евангелиста Иоанна-Богослова Леушинского подворья отцом Геннадием Беловоловым.

7 декабря 2009 г. гимназию посетил праправнук Павла I князь Димитрий Романович Романов.