Биография
Родился в городе Орёл в семье выходцев из Германии, принадлежавшей к разночинцам. Отец — Карл Андреевич Штернберг, подданный герцогства Брауншвейгского, был орловским купцом.
В 1883 году Павел Штернберг окончил Орловскую классическую гимназию.
Московский университет (1883-1887)
В том же, 1883 году, он поступил на математическое отделение физико-математического факультета Московского университета и переехал в Москву. В университете Павел Штернберг стал одним из лучших учеников выдающегося астронома профессора Ф. А. Бредихина.
В 1887 году Павел Штернберг был награждён золотой медалью факультета за студенческую научную работу «О продолжительности вращения Красного пятна Юпитера». В мае этого же года он окончил университет.
Летом того же года Павел Штернберг участвовал в экспедиции Московской обсерватории в Юрьевец для наблюдения полного солнечного затмения 19 августа 1887 года. Кроме него затмение наблюдали А. А. Белопольский, а также Л. Нистен из Брюсселя и Г. Фогель из Потсдама.
В Астрономической обсерватории
Менее чем через год, в марте 1888 года, был назначен сверхштатным ассистентом Астрономической обсерватории и оставлен при университете для приготовления к профессорскому званию.
С 1890 года — приват-доцент университета. В том же году был утверждён в должности астронома-наблюдателя в обсерватории Московского университета.
В 1899—1900 годах возглавлял Комиссию по разработке программы по астрономии для средних учебных заведений.
Подпольная деятельность (1905—1908)
После событий 1905 года в России Штернберг тайно вступил в РСДРП (б) и включился в подпольную работу в военно-техническом бюро московского комитета партии по подготовке вооруженного восстания.
Однако в дни самого восстания Штернберга в Москве не было. Он находился в заграничной командировке и вернулся только в начале 1906 года, после подавления восстания. По возвращении он включился в работу большевистской организации.
Оставаясь астрономом обсерватории, Штернберг выполнял поручения партии большевиков. Так, ему поручили сохранить отавшееся после Декабрьского восстания оружие, и часть его долго хранилась в обсерватории.
Во второй половине 1906 года в военно-техническом бюро РСДРП (б) на Штернберге лежала обязанность составления стратегической карты Москвы на случай нового вооружённого восстания и подготовки кадров командного состава для руководства боевыми действиями рабочих отрядов во время восстания. В 1907 году он осуществил смелое мероприятие по съёмке детального плана Москвы.
Депутат Московской городской думы
В 1908 году на выборах в Московскую городскую думу Павел Карлович был избран гласным по большевистскому списку.
С 1914 года — экстраординарный профессор Московского университета, а с 1917 — ординарный профессор.
В 1916 году 51-летний Павел Карлович возглавил Краснопресненскую обсерваторию.
В январе 1917 года был избран ординарным профессором астрономии Московского университета.
Революционный 1917 год
В марте был на совещании в Московском комитете партии большевиков о создании вооружённых отрядов.
