Свою первую песню Павел написал в 13 лет. Снимался в молодёжных журналах как модель, участвовал в показе Вивьен Вествуд, а также снялся в клипе Земфиры на песню «Трафик». В 2002 году прошёл кастинг на «Фабрику Звёзд 1». Во время проекта Павел собрал свою группу («Корни»), одним из солистов которой и являлся. Популярность Павлу Артемьеву принесла песня «Понимаешь», спетая в дуэте с будущей солисткой группы «Фабрика» Ириной Тоневой.
Летом 2008 года Павел снялся в фильме «Доброволец», роль в котором ему предложил режиссёр Эдуард Бояков. В марте 2009 года начались репетиции спектакля «Жизнь удалась» в московском театре «Практика» с его участием. Премьера спектакля состоялась в мае 2009 года.
В ноябре 2009 года Павел Артемьев начинает выступать как вокалист кавер-группы «Rookie Crew» (так же играет на мелодике и тромбоне). Вместе с группой выступал на сцене таких клубов как «Солянка», «16 ТОНН», «Лебединое озеро» (где в июне 2010 года группа выступала вместе с Louie Austen)
В декабре 2009 года Павел начинает выступать как диджей и участник супергруппы «Rookie Crew» в группе «Pussycat Balls».
28 Февраля 2010 году, в день своего рождения, Павел Артемьев в клубе «Солянка» презентует группу 21GRAMM. В скором времени группа сменила название на Artemiev.
Летом 2010 года Павел покидает группу «Корни» по причине истечения контракта. Активно занимается музыкальной и театральной деятельностью.
В июле 2010 года Павел представил два сингла «Кругами» и «Simptom of life» в рамках сольного проекта «ARTEMIEV», который является основным музыкальным детищем артиста по сей день.
20 октября 2010 года состоялся первый сольный концерт группы Павла Артемьева «Artemiev» на сцене клуба «16 тонн». Этот концерт стал так же презентацией группы широкой общественности.
29 января 2011 в московском Театре-студии ИРТ состоялась премьера спектакля «…Пока смерть не разлучит нас…» по пьесе итальянского драматурга Альдо Николаи «Любовь до гроба» режиссёра В. Лезиной с Павлом Артемьевым, Александром Асташенком, Викторией Лёзиной в главных ролях.
В 2011 году в театре «Практика» состоялись две премьеры с участием Павла - поэтический спектакль «Стихи про Москву» (Павел читает стихи Фёдора Сваровского) и «Жара» по пьесе Наталии Мошиной.
28 февраля 2012 года состоялась премьера киноальманаха «Astra, I love you», где в новелле «Акварель» Павел Артемьев сыграл роль художника.
В 2012 году Павел вышел на сцену московского «Политеатра» в поэтическом спектакле «Вера Полозкова. Избранные» вместе с Верой Полозковой, Алисой Гребенщиковой и Михаилом Козыревым.
В 2013 году снялся в фильме Интимные места режиссёра Натальи Меркуловой, в котором сыграл роль мага.