После расстрела отца во время немецко-фашистской оккупации ушел в партизаны, находился в отряде Гаранина В.И., а потом в 10-й Ленинградской партизанской бригаде в диверсионной группе, где принимал активное участие в борьбе с врагом, спускал под откос вражеские военные эшелоны, взрывал мосты, уничтожал фашистские военные гарнизоны. В боях с фашистами на Псковщине был дважды ранен: на ст. Молоди и у д. Маяково, на шоссе Псков–Санкт-Петербург. После встречи с войсками Красной Армии (23 февраля 1944 г.) и излечения в военном госпитале направлен в действующую армию. Находился в дивизионной разведке, которая вела бои у п. Стремутка Псковского района. В апреле 1944 года направлен в состав 3-го Прибалтийского фронта, который был предан армейской контрразведке и действовал на линии “Пантера” от Кеби до д. Ершово. Для проведения разведки в тылу врага, как хорошо знающего город, забрасывался в оккупированный Псков, принимал участие в боях за освобождение г. Пскова и в ночь на 23 июля форсировал р. Великую у Профсоюзной улицы. С боями прошел от Пскова до г. Риги, где в день своего 20-летия был третий раз тяжело ранен. Стал инвалидом, но не покинул армию, попросился на фронт. Был направлен на 4-й Украинский фронт, прошел с боями до Праги. Освобождал Польшу, Германию, Чехословакию. Войну закончил под Прагой 14 мая 1945 года. В составе Забайкальского фронта участвовал в боях с японцами, освобождал Китай, дошел до Порт-Артура. За преодоление Монгольской безводной степи (Гоби) и форсирование Большого Хинганского хребта объявлена благодарность Верховным Главнокомандующим И. В. Сталиным (хранится в экспозиции Псковского историко-архитектурного и художественного музея с другими реликвиями военных лет). В 1945 году на основании Постановления СНК СССР от 1.10.1945 г. как трижды раненный, был демобилизован из армии. После демобилизации вернулся на родину. Работал в колхозе. По рекомендации комсомола направлен работать в органы внутренних дел. В 1977 году в связи с обострением болезни, связанной с ранениями, ушел на пенсию в звании полковника, но продолжал заниматься общественной работой. 11 июля 1995 года Сергею Михайловичу Павлову присвоено звание "Почётный гражданин города Пскова" За боевые и трудовые подвиги награжден 35-ю Правительственными наградами.