Народився 18 листопада 1926 року в с. Новоіванівка Білопільського району на Сумщині. З 1940 року навчається в Білопільському педагогічному технікумі, звідки 16-річним юнаком іде до лав Червоної Армії, бере участь у бойових діях у роки Вели­кої Вітчизняної війни. Нагороджений орденом Вітчизняної Війни та 13 медалями. Після закінчення Великої Вітчизняної війни, залишившись на військовій службі до 1951 року, екстерном складає іспити середньої школи та заочно закінчує 3 курси історичного факультету Владивостокського педагогічного інституту. Після демобілізації 1951 року з відзнакою довершує заочне навчання в Харківському педагогічному інституті ім. Г.Сковороди, працюючи спочатку лаборантом, а потім викладачем та завідуючим навчальною частиною цього інституту. Від 1961 року — аспірант Інституту історії АН України, а у березні 1963 року здобуває науковий ступінь кандидата історичних наук. Як дос­лідник, Павло Степанович захоплюється темою українсько-болгарських історичних зв’яз­ків. У 60-х роках в Інституті історії АН України згуртувався колектив істориків, які всебічно розробляли зарубіжну тематику. Колектив авторів, серед яких П.С. Сохань, одержав премію АН УРСР ім. Д.З. Мануїльського за монографію «На магістралях дружби і братерства» (1974 р.). У 1974 році П.С. Сохань захищає докторську дисертацію та стає заступником директора Інституту історії України, 1981 року йому присвоєно звання професора, 1997 року — звання заслуженого діяча науки і техніки України. З 1968 року і до розпаду СРСР — член Комісії істориків СРСР-Болгарія, заступник голови Україн­ського комітету Міжнародної асоціації із вивчення і поширення слов’янських культур при ЮНЕСКО, а також заступник голови Українського комітету славістів. Понад 20 років працював заступником голови правління Українського відділення радянсько-болгарської дружби. З 1991 року обраний президентом Товариства «Україна-Болгарія». Обраний дійс­ним членом Слов’янської академії у Києві. З відновленням у 1987 році Археографічної комісії АН України очолив її діяльність. П.С. Сохань належить до фундаторів української археографії та джерелознавства. Він стає першим директором Інституту української археографії та джерело-знавства НАН України, який є науковим центром виявлення, опрацювання та публікації документів і пам’яток писемної історико-культурної спадщини українського народу. За ініціативою Інституту та під керівництвом П.С. Соханя було розроблено Державну програму «Архівна та рукописна україніка». Інститут здійснює багатотомне видання творів М.С. Грушевського, Д.І. Яворницького та ще багатьох з плеяди видатних постатей України. П.С. Сохань є автором і відповідальним редактором понад 400 наукових праць. Під його керівництвом підготовлено понад 50 докторів і кандидатів наук. Павло Степанович відзначений Почесною грамо­тою Президії Верховної Ради УРСР (1976 р.), Дер­жав­ною премією УРСР у галузі науки і техніки (1980, 1985 р.), орденом «Ярослава Мудрого», болгарськи­ми нагородами — орденом Кирила і Мефодія І ступеня та п’ятьма медалями. У 1985 році він обраний членом-кореспондентом АН УРСР, 1986 року — Почесним членом Болгарського філологічного товариства. Разом з Лідією Василівною Сохань, його дружиною, має двох синів, двох онучок та онука. Життєве кредо вченого: «Людина існує для того, щоб мислити і творити кращий світ для всіх і кожного».