<…> Как и к исследовательской деятельности, Иван Петрович относился к этому своему новому увлечению со всей присущей ему страстностью. Не удивительно, что в своем сообщении «Рефлекс цели», сделанном на III съезде по экспериментальной педагогике в Петрограде 2 января 1916 года, он приводил именно коллекционирование как пример «самой чистой, типичной… и вместе самой распространенной… из всех форм обнаружения рефлекса цели в человеческой деятельности». <…>
Надо сказать, что интерес к изобразительному искусству зародился у Ивана Петровича еще в студенческие времена. Хранящийся в его домашней библиотеке «Указатель скульптурного музея Императорской Академии художеств» 1874 года издания (Павлов учился в это время в Санкт-Петербургском университете) испещрен его многочисленными пометками и комментариями, которые свидетельствуют о достаточно глубоких уже тогда познаниях в этой области.
Интерес этот сохранялся и в зрелые годы. По воспоминаниям племянника А.Ф. Павлова, Иван Петрович непременно бывал на всех выставках картин, открывавшихся тогда в Петербурге, внимательно изучая представленные там полотна, «…и потом они долго служили ему темой для рассказов, суждений, восторгов или порицаний». Его особым пристрастием была «живопись чисто русская, которую, более чем всякую другую, он был способен понимать и чувствовать. При этом… он терпеть не мог картин, созданных разными декадентами, кубистами, импрессионистами..., а признавал живопись только строго реалистическую». Так, например, «Демон» Врубеля вызывал у Павлова, по словам племянника, «полное недоумение». Он никак не мог понять и принять эту странную фигуру «с выступившими из орбит глазами, устремленными кверху и выражающими, очевидно, нечеловеческую злобу и ненависть; с неестественно изогнутым торсом тела и с заломленными за голову руками».
В свою коллекцию И.П. Павлов собрал работы многих известных русских художников. В имеющихся среди книг ученого каталогах выставок сохранились на полях его карандашные отметки с комментариями к некоторым картинам, указанием их цены и отдельно выписанными названиями особенно понравившихся работ. М.В. Нестеров пишет в своих мемуарах, что у Ивана Петровича «…был Репин, его лучшей поры, в чудесных этюдах к «Приему старшин», были и более поздние картины, до самых последних лет жизни Ильи Ефимовича. Были Маковский, Шишкин, Дубовской, петербургские художники, Крыжицкий, Берггольц, Сергеев, были Бакалович, Семирадский…. Собирались картины в разное время, больше в годы революционные, когда этот товар подешевел, деньги стали нужны, с картинами некуда стало деваться».