Павел Доронин начал заниматься хоккеем в системе Салавата Юлаева Уфа, где с 2003 по 2007 год выступал за вторую команду клуба в третьем по силе дивизионе — Первой лиге. С 2005 года защитник стал привлекаться к матчам основной команды в Суперлиге. В сезоне 2007/08 закрепился в составе «Салавата Юлаева» и стал чемпионом России.
В сезоне 2008/09 Доронин провёл по одному матчу за «Салават Юлаев» в только что созданной Континентальной хоккейной лиге (КХЛ) и в Хоккейной лиге чемпионов. Остальную часть сезона он провёл преимущественно во второй команде клуба в третьей лиге, а также в составе Тороса Нефтекамск в Высшей лиге, втором по силе дивизионе России. После этого сделал перерыв в карьере на один год, а с сезона 2010/11 окончательно перешёл в «Торос» в новую Высшую хоккейную лигу (ВХЛ), где выступал до завершения карьеры в 2016 году, проведя за клуб более 340 матчей.
В составе юниорской сборной России Павел Доронин принимал участие в чемпионате мира среди юниоров 2006 года, а в составе молодёжной сборной — в молодёжном чемпионате мира 2008 года, где завоевал бронзовую медаль. Также выступал за сборную России в Суперсерии 2007.
Россия
Бронзовый призёр молодёжного чемпионата мира
