Павел Филиппович Нилин родился (3) 16 января 1908 года в Иркутске в семье ссыльного поселенца из крестьян. Начал свою трудовую жизнь как слесарь, кочегар, сотрудник уголовного розыска. На основе этого опыта он писал свои первые заметки и фельетоны и публиковал их в иркутской газете «Власть труда».
Павел Нилин много ездил по стране. С 1929 года он жил в Москве, работал в газетах «Гудок», «Известия», «Совхозная газета», журнале «Наши достижения». Его первая книга – «Человек идет в гору. Очерки обыкновенной жизни» вышла в 1936 году и была посвящена шахтерам Донбасса. Писалась она в духе времени, о «героях труда» и «ударниках пятилеток», тем не менее была достоверной и доброй.
По мотивам рассказа писателя «Любимая девушка» в 1940 году был поставлен фильм с тем же названием. Признание к Павлу Нилину пришло после того как по его сценарию режиссером Л. Луковым была снята первая серия фильма «Большая жизнь» (на основе сюжета романа «Человек идет в гору»).
Во время Великой Отечественной войны Нилин являлся военным корреспондентом газеты «Правда», писал очерки и рассказы о жизни солдат на фронте. После войны вышла 2-я серия фильма «Большая жизнь», посвященная восстановлению разрушенного войной Донбасса. Фильм вызвал вал критических статей, которые тяжело воспринимались Нилиным.
В 1950-1960-е годы он обращается к нравственным и социальным проблемам реальной действительности (рассказы «Жучка», «Знакомство с Тишковым», «Марья Ивановна»). Затем он пишет повести «Испытательный срок» и «Жестокость», по их мотивам поставлены одноименные фильмы.
Среди других произведений Нилина известны рассказы «Дурь» (1973), «Впервые замужем» (1978), по которому поставлен одноименный фильм, очерки, путевые заметки.
Умер Павел Филиппович Нилин в Москве 2 октября 1981 года.