Павел Алексеевич Черенков родился в селе Новая Чигла Воронежской области. Там же получил среднее образование. В 1928 году Черенков окончил физико-математический факультет Воронежского государственного университета и в течение двух лет работал в средней школе Мичуринска. В 1932 году поступил в аспирантуру Физического института им. П. Н. Лебедева АН СССР и по предложению Сергея Вавилова начал исследования люминесценции растворов ураниловых солей под действием γ-излучения радия.
Эти исследования и привели Павла Алексеевича к открытию нового физического явления.