Pavel Holík absolvoval Lékařskou fakultu Univerzity Palackého v Olomouci a od roku 1998 působil jako ředitel Zdravotnické záchranné služby v Prostějově. Je také členem několika soukromých firem.

V roce 2002 se stal jako nestraník za US-DEU členem zastupitelstva města Prostějov. O čtyři roky později byl zvolen radním a předsedal Sociální a zdravotní komisi Rady města.

V roce 2004 vstoupil mezi sociální demokraty, za něž byl v roce 2008 zvolen zastupitelem Olomouckého kraje. O dva roky později se probojoval do Sněmovny ze šestého místa kandidátky, bezmála devět procent preferenčních hlasů jej dokonce vyneslo před lídra.  V dolní komoře zasedá ve výboru pro zdravotnictví a zahraničním výboru.