Родился он 24(11) июня 1908 года в деревне Зуевы Ключи Сарапульского уезда Вятской губернии. В 10 лет (Гражданская война) остался сиротой, беспризорничал, лишь в 12 лет научился читать, но благодаря любознательному уму и упорному характеру сумел экстерном закончить школу и техникум в Перми. В 1931 г. досрочно с отличием закончил Московский энергетический институт, в 1932 г. на год призван в армию, служил в зенитной артиллерии. Именно там он увидел несовершенство тогдашних средств ПВО и предложил использовать электромагнитные волны для раннего обнаружения самолётов - было ему всего 24 года. Идеи пришлись «ко двору» и для их реализации Ощепкова перевели в управление ПВО РККА.
Получив первые практические результаты, он по заданию начальства в 1934 г. написал статью «Современные проблемы развития техники противовоздушной обороны», в которой впервые в мире были сформулированы основные принципы радиолокации. Статья была положена в основу государственной программы создания радиолокационных станций (РЛС). К работам, которые координировал Ощепков, были подключены ведущие институты страны. Вскоре были созданы и успешно испытаны опытные РЛС «Вега» и «Конус», а в 1939 - 40 гг. на вооружение поступили уже серийные станции «РУС-1 и «РУС-2», которые сыграли громадную роль в обороне Москвы и Ленинграда и др. крупных городов от воздушных налётов фашистов. Завершали их создание без Ощепкова, сидевшего с 1937 г. в тюрьме по «делу Тухачевского».
Один из основателей советской школы радиолокации Ю.Б. Кобзарев позднее напишет, что «еще в 1932 г. П.К. Ощепковым были правильно указаны пути развития радиолокации. Своими первыми успехами наша радиолокационная техника обязана его инициативе». И далее: «Достойно сожаления, что в коллектив [для присуждения Сталинской премии по радиолокации] не был включен инициатор работ П.К. Ощепков, организовавший и лаборатории в системе УПВО, и специальный полигон под Москвой. Его усилиями было обеспечено и проведение испытаний первой импульсной радиолокационной установки на этом полигоне».
Находясь в заключении, П.К.Ощепков выдвинул идею и разработал схему приборов ночного видения, очень пригодившихся нашим снайперам в годы войны. По ходатайству наркома обороны К.Е.Ворошилова Ощепкова освободили досрочно в 1939 году, и он вернулся к своему детищу, но ненадолго - в июле 1941 г. его опять арестовали и приговорили к 5 годам «за принадлежность к антисоветской организации», а через 2 года по коллективному ходатайству В.М. Молотова, К.Е. Ворошилова, Г.К. Жукова и академика А.Ф. Иоффе перевели в «шарашку» при НКВД, где он проработал до конца срока.
В начале 1950-х Павел Кондратьевич стал основателем ещё одного направления в науке, названного им «интроскопией» (дословно: «внутривидение»), - исследованием внутренней структуры объекта и проходящих в нём процессов с помощью электромагнитного излучения. Созданные под его руководством приборы и аппараты нашли широкое применение в различных областях народного хозяйства - не только в технике (например, при дефектоскопии рельсового пути), но и в медицине (первые в мире русские аппараты УЗИ демонстрировались в 1967 г. на Всемирной выставке в Монреале). В 1964 году он организовал и 5 лет возглавлял НИИ интроскопии (ныне НПО «Спектр» - один из крупнейших в мире исследовательских центров в области дефектоскопии и средств неразрушающего контроля).
Ещё в 1950-е годы он увлёкся научной «ересью» - критическим анализом второго начала термодинамики, «запрещающего» получать тепловую энергию из рассеянной энергии окружающего пространства. Преобразование такой энергии он назвал «энергоинверсией». Своими идеями П.К.Ощепков увлёк десятки учёных-энтузиастов и с их участием в 1967 г. создал Общественный институт по проблеме энергетической инверсии (ЭНИН).
Авиаконструктор О.К.Антонов, называя его одним из самых выдающихся советских изобретателей, писал: «Это действительно подвижник, посвятивший всю жизнь реализации своих блестящих изобретений. Теперь он отдаёт все свои способности ЭНИНу - обществу, стремящемуся найти пути к преодолению самого неприступного закона природы - второго начала термодинамики. В результате человечество получит безграничное количество энергии без нарушения экологического баланса, без вредного влияния на окружающую среду. Благороднее стремления нет!» (Олег Константинович допустил неточность: это не «закон природы», а закон, сформулированный Клаузевицем и подвергавшийся критике многими великими учёными - от Максвелла до Циолковского.)
Первые опыты оказались успешными, но в дело вмешалась та часть «официальной» науки, которая десятки лет затрачивала астрономические государственные средства на исследования термоядерного синтеза с нулевой отдачей. 1984 г. в «Правде» появилась статья с многозначительным заголовком «Чудо» не состоялось» и с ещё более многозначительным подзаголовком «Ещё раз о легкомысленной погоне за научными сенсациями».
Нет сомнения, что человечество со временем оценит гениальные идеи Ощепкова, а «официальная» наука развернёт исследования в этом направлении.
Реабилитирован Павел Кондратьевич был лишь незадолго до смерти, похоронен он на Кунцевском кладбище Москвы. На могильной плите высечена надпись: «Отцу радиолокации, интроскопии, энергоинверсии».
