Павел Герштейн родился в 1968 году в Перми в семье музыкантов. Окончил Пермское музыкальное училище (1987), Нижегородскую государственную консерваторию (1994) и аспирантуру Новосибирской консерватории (1998, класс профессора Арнольда Каца). В 1994–2008 годах преподавал в Нижегородской консерватории.
С 1999 года – художественный руководитель, главный дирижер и директор Костромского губернского симфонического оркестра. Организатор ежегодного международного фестиваля «Кострома симфоническая». С Костромским оркестром активно гастролирует по России и за рубежом, участвовал в Московском Пасхальном фестивале, выступал в залах Московской консерватории, Московского международного Дома музыки. В 2020 году оркестр и маэстро примут участие в культурной программе «Русских сезонов» в Париже.
Выступал с Государственным симфоническим оркестром «Новая Россия», оркестрами Санкт-Петербургской, Новосибирской и Северо-Кавказской филармоний, Красноярским, Волгоградским и Ярославским симфоническими оркестрами, Центральным симфоническим оркестром Министерства обороны Российской Федерации, Екатеринбургским камерным оркестром “B-A-C-H”, камерными оркестрами «Солисты Нижнего Новгорода» и Хабаровской филармонии, ГАСО Республики Беларусь, Софийским филармоническим оркестром, Симфоническим оркестром KBS (Сеул), оркестрами Бонна, Кёльна, Берна, с Государственной академической хоровой капеллой России имени А. А. Юрлова, Московским камерным хором под руководством Владимира Минина, хором Академии хорового искусства имени В. С. Попова, Московским хоровым театром Бориса Певзнера.
Сотрудничал с известными солистами, среди которых Дмитрий Башкиров, Элисо Вирсаладзе, Александр Гиндин, Люка Дебарг, Карен Корниенко, Юлианна Авдеева, Владимир Мищук, Граф Муржа, Александр Князев, Ирина Бочкова, Павел Нерсесьян, Сергей Тарасов, Рэм Урасин, Алёна Баева, Андрей Баранов, Матвей Блюмин, Сергей Крылов, Александр Бузлов, Марк Дробинский, Александр Князев, Валентин Урюпин, Аркадий Шилклопер, Максим Пастер, Екатерина Семенчук и другие.
Особое внимание Павел Герштейн уделяет работе с юными музыкантами. Представитель Международного благотворительного фонда Владимира Спивакова в Костроме, инициатор костромского международного фестиваля «Музыка – дорога в жизнь», в рамках которого юные солисты и молодые дирижеры из разных стран выступают с Костромским оркестром и участвуют в мастер-классах известных педагогов.
Репертуар маэстро простирается от музыки барокко до сочинений XX века. Особый интерес он проявляет к творчеству современных композиторов, исполняет произведения Алексея Рыбникова, Ефрема Подгайца, Михаила Броннера, Николая Капустина, Аллы Павловой, Кирила Ламбова (Болгария) и других. С Костромским оркестром записал диск «Шедевры армянской музыки», в который вошли сочинения Эдварда Мирзояна и Степана Шакаряна.