Батько, Леонтій Полуботок, служив писарем та сотником Чернігівського полку, згодом — бунчужним, генеральним осавулом і переяславським полковником. У 1670-х роках Павло навчався у Києво-Могилянській академії. Близько 1680 року одружився із Євфимією Самойлович, племінницею Івана Самойловича, яка згодом стала матір'ю п'яти його дітей. Після закінчення академії Полуботок служив у Війську Запорозькому як військовий товариш Чернігівського полку, а невдовзі отримав ранг значкового товариша.