В 1929 году в ВСНХ появился вопрос о строительстве в Нижнем Новгороде автозавода и важно было наладить работу со смежниками. К ним относился и Павловский завод автотракторных инструментов (ЗАТИ).
5 августа 1930 года в городе Павлово было дано начало строительства нового завода. Через 2 года строительство было завершено.
В 1952 году с ГЗА (Горьковский завод автобусов) на ЗАТИ передали производство автобуса ГЗА-651 и санитарной машины ГЗА-653, созданных на шасси грузовика ГАЗ-51.
24 апреля 1952 года Совет Министров СССР план модификации мощностей ЗАТИ, чтобы выпускать 10 тысяч машин в год. Уже 5 августа того же года первые автобусы ПАЗ-651 были готовы.
В 1956 свет увидел автобус вагонной компоновки с несущим кузовом, который потом станет ПАЗ-652.
В 1963 году начался выпуск ПАЗ-652Б
1968 год — старт производства ПАЗ-672. На его базе созданы полноприводный автобус, автобусы в северном и тропическом вариантах, авторефрижератор, лаборатории на колесах и передвижные телевизионные
станции (ПТС).
В середине 60-х выпустили ПАЗ-665T и ПАЗ-8,5 (он же ПАЗ-Турист-Люкс).
В 70-х шли работы над выпуском автобуса с пневмоприводом тормозов на базе ЗИЛа — ПАЗ-3205 (дальнейшее развитие ПАЗ-665), но из-за запуска в серию ПАЗ-3203 встала на конвейер только в 1989 году, причём без
остановки конвейера.
Автобус ПАЗ-3205 получил доработки тормозной системы, перейдя пневмогидравлической перешли на полностью пневматическую, получив антиблокировочную систему тормозов (ABS). Всего было около 30 модификаций на базе
ПАЗ-32053.
В 2005 году ПАЗ выпускает автобусы всех классов — от особо малых до больших.
В 2000 году сменился собственник завода, в результате чего ПАЗ стал частью принадлежавшего концерну «Сибал» холдинга «Русавтопром». В него также вошли ГАЗ, ЛиАЗ, КАвЗ, ГолАЗ. Из-за этого ПАЗ перестал производить
длинномерные автобусы, переведя их производство на ЛиАЗ, «Аврору» передали на КАвЗ. Был начат выпуск микроавтобус на базе фургона «Форд-Транзит» (проект 3030), производится первый российский низкопольный
автобус малого класса ПАЗ-3237, выпускается ПАЗ-32053 с удлинённой модификацией ПАЗ-4234, налаживается производство ПАЗ-3204.
По данным РусАвтоПром, чистая прибыль ОАО «Павловский автобусный завод» за 2001 год достигла 30.8 млн рублей, до налогообложения — 46.9 млн рублей (в 2000 году было 100.2 млн рублей), выручка от продаж — 2.733,3 млн
рублей против 1.834,5 млн рублей в 2000 году.
1952 — 1958: ПАЗ-651 / ПАЗ-651А
1958 — 1961: ПАЗ-671 / ПАЗ-671А
1958 — 1968: ПАЗ-652
1963: ПАЗ-652Т
1963 — 1968: ПАЗ-652Б
1965 — 1989: ПАЗ-672
1972 — 1989: ПАЗ-3201
1986 — 2000: ПАЗ-32051, ПАЗ-3205 / ПАЗ-3205-07
1986 — н.д.: ПАЗ-3206
2000 — н.д.: ПАЗ-32053, ПАЗ-32054 / ПАЗ-32054-07, ПАЗ-32053-70 «Школьный»
2001 — н.д.: ПАЗ-4230 «Аврора» / ПАЗ-4235 «Аврора» / ПАЗ-3209
2003 — н.д.: ПАЗ-3237, ПАЗ-4234
2004 — н.д.: ПАЗ-3204, ПАЗ-3203