Павел Колгатин родился в 1987 году в Саратовской области. Получил образование в Московском хоровом училище имени А. В. Свешникова и Академии хорового искусства имени В. С. Попова (класс профессора Дмитрия Вдовина). Участвовал в Международной школе вокального мастерства (педагоги – Глория Гуида Боррелли и Джандоменико Бизи).
Победитель Международного Шаляпинского конкурса «Голоса над Плёсом» (2010) и Международного вокального конкурса имени Хариклеи Даркле в Брэиле (Румыния, 2015), лауреат Международного вокального конкурса «Новые голоса» (Neue Stimmen) в Гютерсло (Германия, 2009, IV премия и приз зрительских симпатий). Удостоен премии от Академии фестиваля в Экс-ан-Провансе (2009) и премии «Молодой артист года» на Фестивале наций в Бад-Вёрисхофене (Германия, 2010).
В 2009–2011 гг. был артистом Молодежной оперной программы Большого театра России, где дебютировал в партии Тамино («Волшебная флейта» Моцарта). Позднее исполнял в ГАБТе партии Юродивого («Борис Годунов» Мусоргского) и Эльвино («Сомнамбула» Беллини).
С 2012 года – солист Венской государственной оперы, где в репертуар певца вошли партии Графа Альмавивы («Севильский цирюльник» Россини), Итальянского певца («Каприччио» Р. Штрауса), Тамино и Арбака («Волшебная флейта» и «Идоменей» Моцарта), Фердинанда («Буря» Адеса) и другие.
Активно сотрудничает с другими ведущими оперными театрами мира. Среди его недавних ангажементов – «Евгений Онегин» Чайковского (Ленский) и «Сомнамбула» Беллини (Эльвино) в Новом национальном театре Токио; «Так поступают все женщины» и «Дон Жуан» Моцарта (Феррандо и Дон Оттавио) в театре Сан-Карло в Неаполе; «Любовный напиток» Доницетти (Неморино), «Золушка» Россини (Дон Рамиро), «Волшебная флейта» и «Севильский цирюльник» в Римской опере; «Ариадна на Наксосе» (Бригелла) и «Кавалер розы» Р. Штрауса в театре Ла Скала в Милане; «Севильский цирюльник» в дрезденской Земпер-Опере, «Турок в Италии» Россини (Нарциссо) в Национальной опере Варшавы; «Золушка» в Национальном театре Мангейма, Театре Базеля и Опере Цюриха; «Возвращение Улисса на родину» Монтеверди (Телемах) в венском театре Ан дер Вин. Приглашенный солист Мариинского театра.
Принимал участие во многих престижных фестивалях, среди них «Декабрьские вечера Святослава Рихтера» в Москве, Оперный фестиваль Россини в Пезаро (Италия), Зальцбургский фестиваль, фестивали в Экс-ан-Провансе, Кольмаре, Рейнгау, Бад-Киссингене, Токио (Сантори-холл) и Тхонъёне, а также в концертных программах, приуроченных к празднованию Пасхи в Ватикане.
Сотрудничал с известными дирижерами, среди которых Риккардо Мути, Зубин Мета, Василий Синайский, Владимир Спиваков, Марко Армильято, Франц Вельзер-Мёст, Адам Фишер, Карло Рицци, Донато Ренцетти, Марко Боэми, Кристофер Мулдс, Александр Сладковский, Кристоф Руссе, Дмитрий Юровский и другие.
Выступления певца транслировались телеканалами Германии, Австрии, Италии. Принимал участие в телепрограмме Роландо Вильясона «Звезды будущего» на Arte TV в качестве специального гостя.
Удостоен благодарностей Министерства культуры РФ «За большой вклад в развитие культуры» и «За особый вклад в развитие и укрепление культурных связей между Россией и Австрией».