У 1939 році Павлоград був окремою міською адміністративною одиницею, містом обласного підпорядкування. 1930 року поблизу Павлограда спалахнуло антикомуністичне Павлоградське повстання, одне з найбільших в 1930-ті рр., яке було криваво задушене радянською владою. У 1931 році у Павлограді почав діяти артполігон, який перед Німецько-радянською війною став головним артполігоном СРСР — 2 заводи міста працювали на оборону.