После смерти отца в 1898 году получил в собственность и управление Лысьвенский, Бисерский, Кусье–Александровский металлургические заводы и Крестовоздвиженские золотые промыслы. Он в кратчайший срок реконструировал производство и вывел качество выпускаемой продукции на мировой уровень. На Лысьвенском заводе графа Шувалова были построены четыре новейших мартеновских печи, электростанция и узкоколейка, началось строительство крупносортного, жестепрокатного, жестеотделочного, лудильного, цинковального цехов. Проекты заводских зданий в Лысьве создал «первый инженер Российской империи» Владимир Шухов. По приглашению графа Шувалова на завод приехали работать лучшие металлурги и технологи.
В 1900 году на Всемирной выставке в Париже кровельное железо, произведенное Лысьвенским заводом графа Шувалова, получило Гран–при и Большую золотую медаль. Им были покрыты крыши здания британского парламента и собора Нотр–Дам. В 1900 году на Лысьвенском заводе было прокатано 600 000 пудов кровельного железа. На средства Павла Петровича в Лысьве были построены два училища, школы и церковь.