Il fait ses études à la faculté de physique et de mathématique de l'Université impériale de Saint-Pétersbourg. Il obtient en 1863 le titre de docteur (candidat ès sciences) en science physique et mathématique[5].
Pendant ces études, il est récompensé de deux petites et de trois grandes médailles d'agent « pour sa réussite en dessin ». En 1964, il sort de l'académie avec le titre d'artiste peintre de 3e classe, mention architecture.
En 1870 sa toile Après le travail ((ru) «После работы»), montrée dans une exposition de l'académie, obtient une grande médaille d'encouragement[5].
De 1872 à 1914, il expose aux Ambulants. Il en est membre à partir de 1874, et est par la suite choisi comme trésorier et membre de la direction de la société[6].
En 1883 il est nommé membre actif de l'académie impériale des beaux-arts, et devient membre de son conseil en 1904. Il est de 1897 à 1912 du département des beaux-arts du Musée russe de l'empereur Alexandre III[7].
« Les peintres disaient de Brioullov qu'il était un bon mathématicien, qu'il avait terminé l'université et suivi des cours de mathématiques en anglais. Les mathématiciens assuraient qu'il était musicien, après avoir terminé le conservatoire, et les musiciens le renvoyaient à leur tour dans le giron des peintres.
Il était aussi particulièrement doué de nature, et il semblait qu'il n'avait plus rien à apprendre dans ces trois spécialités. Et, en effet, il a peint des tableaux, découvert de grandes connaissances en mathématiques et joué du violoncelle et du piano »
↑(ru) Арсеньев, К. К. (K. K. Arseniev) (dir.), Новый Энциклопедический словарь, t. 8, Saint-Pétersbourg, Ф. А. Брокгауз (Лейпциг), И. А. Ефрон (Санкт-Петербург), , 963 p. (lire en ligne), Брюлловъ, Павелъ Александровичъ (Brioullov, Pavel Aleksandrovich), p. 307
↑ a et b(ru) И. Е. Андреевского (I. I. Andreïevski) (dir.), Энциклопедический словарь, t. 8, Saint-Pétersbourg, Ф. А. Брокгауз (Лейпциг), И. А. Ефрон (Санкт-Петербург), , 938 p. (lire en ligne), Брюлловы или Брюлло (Brulleau) (Brioullov ou Brioullo), p. 785
↑ a et b(ru) И. Е. Андреевский (I. I. Andreïevski) (dir.), Энциклопедический словарь [« Dictionnaire encyclopédique »], t. IV, Saint-Pétersbourg, Ф. А. Брокгауз (Лейпциг), И. А. Ефрон (Санкт-Петербург), , 938 p. (lire en ligne), Брюлловъ (Павелъ Александровичъ) (Brioullov (Pavel Aleksandrovitch)), p. 784
↑ a et bМинченков Я. Д., Воспоминания о передвижниках, Moscou, АСТ-Пресс, , 454 p. (ISBN978-5-462-01053-8, lire en ligne), Брюллов Павел Александрович (Brioullov Pavel Aleksandrovich)
(ru) « Брюллов, Павел Александрович » [« Brioullov, Pavel Alksandrovitch »], Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона (Dictionnaire encyclopédique Brokhaus et Efron), sur ru.wikisource.org, Saint-Pétersbourg, 1890—1907 (consulté le )