Fra 2012 til 2015 var han leder for generalstaben i det tsjekkiske forsvaret. Fra 2015 til 2018 var han leder for NATOs militærkomité. Han var den første offiseren fra et tidligere Warszawapakt-land som ble utnevnt NATOs øverste militære leder. Han pensjonerte seg deretter fra aktiv tjeneste. I første runde av det tsjekkiske presidentvalget fikk han 35,4 % av stemmene. I andre og avgjørende runde fikk han 58,32 %, og vant over motkandidaten Andrej Babiš. Pavel er ikke medlem av noe parti, men hans presidentkandidatur ble støttet av regjeringspartiene ODS, TOP 09 og KDU–ČSL.