Павел Тычина родился 15 (27) января 1891 года (по другим сведениям - 23 января) в селе Пески (ныне Черниговской области Украины).Был одним из 13 детей (четверо умерли в младенчестве) сельского дьяка Григория Тычины, учителя «школы грамоты». С детства Павел проявил способности к музыке, рисованию и стихосложению.
Учился сначала в земской школе, потом в Черниговской бурсе, одновременно пел в монастырском хоре - таким образом зарабатывал себе на жизнь после смерти отца, скончавшегося в 1906 году. Затем учился в духовной семинарии (1907-1913). Позже он знакомится с Михаилом Коцюбинским, посещает литературные «субботы» в его доме, читает там свои, одобрительно встреченные, стихотворения.
Печататься Павел Тычина начал в 1912 году, первый сборник стихотворений - «Солнечные кларнеты» - датирован 1918 годом.
С 1913 года учится в Киевском коммерческом институте (под фамилией Тычинин), одновременно работая в газете «Рада» и журнале «Світло». Революционные события 1917 года застали Тычину в Киеве.
В 1923 году переезжает в Харьков, тогдашнюю столицу УССР. Здесь он работает в журнале, много пишет, изучает армянский, начинает овладевать грузинским и турецким языками.
В 1938-1967 годах - депутат ВС УССР, в 1953-1959 Председатель ВС УССР. Депутат ВС СССР 2-5 созывов (1946-1962).
В 1943-1948 годах - министр (нарком) просвещения УССР.
Академик АН УССР (29.06.1929), директор Института литературы АН УССР. Член-корреспондент Болгарской АН (1947).
Умер П. Г. Тычина 16 сентября 1967 года в Киеве. Похоронен на Байковом кладбище.
Первые стихи написал в 1906 году. Большое влияние на начинающего поэта оказали встречи с украинским писателем Михаилом Коцюбинским, литературные субботы которого он регулярно посещал. В 1912 впервые напечатан стих Тычины («Ви знаєте, як липа шелестить»).
В Киеве в 1919 году вышел его сборник «Сонячні кларнети», в котором он предложил украинскую версию символизма. Свой голос в поэзии Тычина сохранил и после победы большевиков на Украине, издав сборники «Замість сонетів і октав» (1920), «В космічному оркестрі» (1921). В то же время начинает работать над поэмой-симфонией «Сковорода», посвященной великому философу.
К началу 1920-х годов Павел Тычина становился все более «советским», что не уберегло его от обвинений в буржуазном национализме. Начало 1930-х - период капитуляции Тычины перед большевизмом. Поэт сочиняет профессиональные пропагандистские стихи, на долгие годы вошедшие в школьные программы и заслонившие суть его творчества (Стих «Партія веде» «Правда» 21 ноября 1933 печатает на языке оригинала).
До конца жизни остаётся верен пропагандистско-агитаторскому стилю. Талант Павла Тычины лишь изредка прорывался в его незавершенных поэмах, стихах посмертного сборника «В серці у моїм» (1970) и многочисленных переводах.
П. Г. Тычина является одним из соавторов слов Гимна Украинской ССР.