Павел Викторович Погребняк родился 8 ноября 1983 года в Москве. В футбол начал играть с 6 лет в детской школе столичного "Спартака".
В 2001 г. дебютировал в составе "Спартака". Однако играл за основную команду нечасто, проведя в ее составе в общей сложности всего 18 матчей и забив 2 мяча.
В 2003-2005 гг. выступал на правах аренды в калининградской "Балтике", подмосковных "Химках", ярославском "Шиннике".
Переломным в карьере П. Погребняка стал 2006 г., когда футболист, проданный в томскую "Томь", забил 13 мячей в 26 играх и впервые был вызван в сборную России.
В 2007 г. нападающий перешел в "Зенит" (Санкт-Петербург). В том же сезоне стал чемпионом России.
В 2008 г. выиграл с командой Суперкубок России, Кубок УЕФА (в розыгрыше которого забил 10 голов и поделил звание лучшего бомбардира турнира с итальянцем Лукой Тони), а также Суперкубок УЕФА. В 2009 г. стал бронзовым призером чемпионата России.
Всего за "Зенит" П. Погребняк сыграл 51 официальный матч и забил 28 голов.
В 2009 г. перешел в немецкий "Штутгарт". За неполных три сезона сыграл за эту команду 68 матчей, провел 15 мячей.
В январе 2012 г. П. Погребняка взял в аренду до конца сезона английский "Фулхэм". В первых трех матчах за новую команду российский форвард забил 5 голов.
С сезона 2012/2013 выступает за другой клуб из Англии - "Рединг".
За сборную России форвард провел 31 матч, отличившись 8 раз.
Женат, есть двое детей.