В миру преподобного звали Прокопием. Он был сыном константинопольского императора Михаила Куропалата — того самого, который позже отказался от царского достоинства и принял постриг в монастыре, построенном им самим.

Прокопий получил блестящее образование и слыл одним из учёнейших людей своего времени. Ему принадлежат Слово на Введение во храм Пресвятой Богородицы, каноны Сорока мученикам и Честному Кресту, и другие труды. Но ни учёность, ни почётное положение в свете его не удержали: он сменил богатые одежды на нищенское рубище и ушёл на Святую Гору.

Там, на месте под названием Ксиропотам — «сухой поток», — он поставил себе келлию среди развалин обители, основанной когда-то царицей Пульхерией в честь Сорока мучеников. Постриг он принял от пустынника Космы с именем Павел. О своей учёности новый инок никому не рассказывал, и по Афону разошлась слава именно о строгости его жизни; его стали звать Павлом Ксиропотамским.

Взошедший на престол император Роман приходился ему родственником. Через Прота Святой Горы он упросил Павла приехать в Константинополь и устроил ему пышную встречу — а тот явился среди придворного великолепия с крестом, в разодранной рясе. Император тяжело заболел, и преподобный исцелил его, возложив на него руки. От предложенных почестей он отказался и попросил лишь об одном: восстановить Ксиропотамскую обитель.

Монастырь возобновили, а при освящении соборного храма на престол положили часть Честного Древа Животворящего Креста Господня — её передал святому император Роман. Обитель быстро наполнилась иноками, и преподобный, поручив управление одному из братии, ушёл в отдалённую пустыню. Ученики нашли его и там; тогда он испросил у императора средств и основал новую обитель во имя великомученика Георгия, куда тоже принёс частицы Честного Древа, и сам стал её первым настоятелем.

О своей кончине преподобный был извещён заранее. Он созвал братию обоих монастырей, дал последнее наставление, надел мантию, прочитал молитву святого Иоанникия, которую повторял всю жизнь, — «Упование мое — Отец, прибежище мое — Сын, покров мой — Дух Святый», — и завершил её славословием Святой Троице, а затем причастился Святых Христовых Таин. Похоронить себя он завещал на полуострове Лонгосе, напротив Святой Горы, но корабль с его телом прибило к Константинополю; император и патриарх с благоговением приняли мощи и положили их в Великой церкви. После разгрома города крестоносцами мощи перенесли в Венецию.

Память преподобного Павла Ксиропотамского совершается 10 августа.