Родился в селе Михайловка (ныне городской поселок) Запорожской области (Украина) в крестьянской семье. Окончил полковую кавалерийскую школу, курсы политсостава. Работал забойщиком на шахте в Донбассе. В Красной Армии с 1930 г. Участвовал в боях с японцами у озера Хасан в 1938 г., в советско-финляндской войне 1939—1940 гг. В июле 1941 гг. Павловский Ф. И. вместе с 1-м секретарем Октябрьского райкома КП(б)Б Полесской области БССР Т. П. Бумажковым организовал и возглавил в этом районе партизанский отряд «Красный Октябрь». Взаимодействуя с частями Красной Армии, отряд наносил удары по тылам и штабам противника, уничтожал мосты. С 1942 г. был командиром Полесского партизанского соединения, в 1942—1944 гг. командиром 123-й Октябрьской партизанской бригады имени 25-летия БССР. С июля 1944 г. полковник Павловский Ф. И. в запасе. В 1945—1966 гг. на руководящей работе. Жил в Минске.

Первым из партизан в 1941 г. был удостоен звания Героя Советского Союза.

Награжден орденами: Ленина, Октябрьской Революции, Отечественной войны I степени, Красной Звезды, медалями.

Похоронен в городском поселке Михайловка.

Именем Ф. И. Павловского в 1999 г. названа улица в Заводском районе. На доме № 1 установлена мемориальная доска (2000).

В июле 1941 г. Павловский Ф. И. вместе с 1-м секретарем Октябрьского райкома КП(б)Б Полесской области БССР Т. П. Бумажковым организовал и возглавил в этом районе партизанский отряд «Красный Октябрь». Взаимодействуя с частями Красной Армии, отряд наносил удары по тылам и штабам противника, уничтожал мосты.

Указом Президиума Верховного Совета СССР «О присвоении звания Героя Советского Союза тт. Бумажкову Т. П. и Павловскому Ф. И., особо отличившимся в партизанской борьбе в тылу против германского фашизма» от 6 августа 1941 года за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с германским фашизмом и проявленные при этом отвагу и геройство Ф. И. Павловскому присвоено звание Героя Советского Союза.

Павловский Федор Илларионович // Герои Советского Союза : краткий биографический словарь : [в 2 т.] / Министерство обороны СССР, Главное управление кадров, Институт военной истории, Центральный архив ; [А. А. Бабаков (руководитель) и др.] ; редколлегия : И. Н. Шкадов (председатель) [и др.]. — Москва : Воениздат, 1988. — Т. 2. — С. 224.

Павловский Федор Илларионович // Их именами названы... Улицы Минска : энциклопедический справочник / [редколлегия : В. В. Андриевич (главный редактор) и др.]. — Минск : Беларуская Энцыклапедыя, 2014. — С. 303.

Павловский Федор Илларионович // Республика Беларусь : энциклопедия : [в 6 т.] / редколлегия : Г. П. Пашков (главный редактор [и др.]. — Минск : Беларуская энцыклапедыя, 2007. — Т. 5. — С. 680.