Дебют Павла Деревянко в качестве актера кино состоялся в 2001 году. Режиссер доброй комедии «Ехали два шофера» Александр Котт приметил Павла в «Затоваренной бочкотаре» и спустя три года пригласил его на пробы для главной роли.
После успешного дебюта на большом экране молодому человеку массово посыпались предложения. Ему предлагали не только роли в фильмах, но и работу в сериалах. Хотя Павел считает сериальную славу непрестижной, он неоднократно участвовал в съемках многосерийных проектов. Благодаря телесериалам «Ростов-папа», «Фаталисты», «Ледниковый период» Деревянко выпала возможность поработать со многими уважаемыми российскими актерами.

Павел смог прекрасно проявить себя в таких нашумевших сериалах как «Участок», «Штрафбат», «Есенин» и «Оттепель». К 2015 году фильмография актера насчитывала более 70-ти кинокартин и сериалов. К каждой роли, даже не самой значительной, он всегда относился со всей ответственностью, поэтому на экране все герои Павла смотрятся удивительно реалистично, искусно погружая зрителей в свою историю.

Его можно встретить в таких известных кинокартинах, как «Гитлер, капут!», «Утомленные солнцем 2», двух частях боевика «Бой с тенью», «Кука», «Любовь в большом городе 2» и комедии «Ржевский против Наполеона», где он сыграл роль поручика Ржевского. В 2014 году состоялась премьера сразу комедий «Скорый «Москва-Россия» и «Смешанные чувства». Во втором фильме Павел вместе с комиком Александром Реввой сыграл главную роль. Но как известно, перед началом съемок оба актера были категорично настроены друг против друга, однако со временем все же нашли общий язык и удачно закончили работу.

Также в 2015 году состоялась премьера сериала «Екатерина Великая», где актер сыграл роль Петра III. Главные роли в нем исполнили Юлия Снигирь, Наталья Суркова, Марк Богатырев и Сергей Шакуров.

В 2016 году на экраны вышел фильм «СуперБобровы», в котором Павел сыграл главную роль. На съемочной площадке с ним играли Оксана Акиньшина, Роман Мадянов, Ирина Пегова, Владимир Толоконников и Даниил Вахрушев. По сюжету его герой и семья его возлюбленной получили сверхспособности после падения метеорита.