После окончания Пажеского корпуса в 1817 г. получил чин прапорщика. Во время русско-турецкой войны 1828-1829 гг. отличился в осаде крепости Браилов, в сражениях у переправы через Дунай. В период польской кампании 1830-1831 гг. участвовал в штурме передовых укреплений и городского вала Варшавы.

Последовательно проходя ступени иерархической лестницы, он в 1836 г. занял должность начальника штаба отдельного гренадерского корпуса, имея к этому времени звание генерал-майора. Если другие представители рода Тучковых снискали себе известность на полях сражений Отечественной войны 1812 г., то Павел Алексеевич вошел в историю как главный двигатель введения в Москве общественного управления , положение о котором было принято 20 марта 1862 г. На смену Шестигласной думе, превратившейся в архаичный управленческий механизм, пришли общесословные выборные структуры - Общая и Распорядительная думы, где большинство важных городских проблем разрешалось на совместных заседаниях гласных от всех сословий.

К числу важных политических событий этого периода относятся студенческие волнения в сентябре-октябре 1861 г., закончившиеся столкновением с полицией у гостиницы Дрезден на Тверской улице и арестом посланных на переговоры студентов в генерал-губернаторском доме.

По настоянию генерал-губернатора был открыт Городской статистический комитет, действовавший независимо от губернского, а по примеру С.-Петербурга учрежден Адресный стол. И московский зоопарк, и Арнольдо-Третьяковское училище для глухонемых во многом обязаны своим существованием главному начальнику столицы.

П.А. Тучков управлял Москвой до последнего своего дня. Похоронен в Новодевичьем монастыре. В знак признательности и уважения к его заслугам москвичи на собранные по подписке средства соорудили ему надгробный памятник.