В то время заполыхали первые военные пожары будущей Второй мировой. Многие советские летчики были направлены в Испанию, где вспыхнул фашистский мятеж, поддержанный Италией и Германией. А Павел Федорович убыл на Восток - в Китай. В 1937—1938 годах он возглавлял там группу советских летчиков-добровольцев и принимал участие в боевых действиях против японцев на стороне правительственных войск Чан Кайши. Жигарев организовывал отражение ударов японской авиации, обучал китайских летчиков полетам на советских самолетах.
     Действия Жигарева в Китае были высоко оценены, его наградили орденом Красного Знамени, и осенью 1938 года он стал начальником Управления боевой подготовки ВВС РККА, а затем командовал ВВС 2-й отдельной Дальневосточной Краснознаменной армии.
     В апреле 1941 года его назначили на должность начальника Главного управления ВВС РККА. На долю Павла Федоровича выпало организовывать подготовку авиационных соединений к отражению германской агрессии в крайне сложной обстановке, когда неожиданно было арестовано несколько генералов ВВС, прошедших войну в Испании, по обвинению в участии в очередном «военном заговоре».
     После начала Великой Отечественной войны на базе Главного управления ВВС был сформирован штаб ВВС, а Жигарев стал командующим Военно-воздушными силами РККА. Он приложил огромные усилия, чтобы восполнить урон, понесенный советской авиацией в первые недели войны. На фронт из тыловых районов оперативно перебрасывались авиасоединения, перестраивалось взаимодействие с авиапромышленностью, организовывалось быстрое переучивание летчиков на новую матчасть.
     Павел Жигарев непосредственно участвовал в планировании и руководстве боевыми действиями советской авиации в битве за Москву, которая началась в неблагоприятных для РККА условиях, когда вермахт имел превосходство в воздухе. По его инициативе в районе столицы были сосредоточены авиационные части с других участков фронта. Это позволило, несмотря на сохраняющийся общий численный перевес немцев в самолетах, создать на московском направлении локальное количественное превосходство над противником.
     Конечно, в те месяцы ситуация для ВВС РККА была крайне тяжелой, при организации авиационного сопровождения контрударов советских войск наше командование испытывало серьезные трудности, во многом вызванные объективными причинами, просчетами еще мирного времени, кадровой чехардой предвоенных лет. В апреле 1942 года Сталин принял решение заменить Жигарева на посту командующего ВВС генералом Новиковым, руководившим авиацией на Ленинградском фронте.
     Павел Федорович был назначен командующим ВВС Дальневосточного фронта - этот театр он хорошо знал по службе там в предвоенные годы. С присущей ему энергией он принял ряд мер, направленных на повышение боеготовности советских авиационных частей, на подготовку их к противостоянию с авиацией Японии.
     В августе 1945 года во время войны с Японией Жигарев командовал 10-й воздушной армией. Она действовала в районе от Благовещенска на западе до Камчатки на востоке и Харбина на юге (полоса войск Второго Дальневосточного фронта). Очень сложно было управлять авиационными соединениями, действовавшими на таком большом пространстве, в различных климатических условиях, но генерал-полковник авиации Жигарев успешно справился с этой задачей.
     Широкий военный кругозор и многогранный боевой опыт позволили Павлу Жигареву в послевоенные годы успешно решать крупные задачи строительства Военно-воздушных сил. В 1946—1948 годах он - первый заместитель главнокомандующего ВВС, а с мая 1948-го - командующий Дальней авиацией в ранге заместителя главкома ВВС.
     С сентября 1949-го по январь 1957 года Жигарев - главнокомандующий ВВС, с марта 1955 года в статусе первого заместителя министра обороны СССР. Эти годы были периодом широкого внедрения в ВВС новой реактивной техники и поступления на вооружение Дальней авиации ядерного оружия. Росло также количество транспортных самолетов и вертолетов, что позволило решать более широкие задачи по переброске и десантированию войск. В 1955 году в составе ВВС появилась военно-транспортная авиация, ставшая в то время самостоятельным видом Военно-воздушных сил.
     В 1957—1959 годах Павел Федорович руководил Главным управлением гражданского воздушного флота. При его руководстве в ГВФ с учетом начавшегося массового поступления реактивной техники были значительно повышены требования к подготовке и переподготовке кадров. Был организован летный учебно-тренировочный центр ГВФ в Новосибирске, открыты новые училища, начался выпуск первых инженеров-пилотов в Ленинградском высшем авиационном училище.
     Реактивная авиатехника начала осваиваться не только в Московском, но и в других управлениях гражданской авиации. Начались регулярные полеты на Ту-104 из Москвы в Хабаровск, в страны Европы и Азии. Осуществлен первый трансатлантический перелет Москва - Нью-Йорк, продемонстрировавший всему миру возможности советской авиации. На эксплуатацию стали поступать первые отечественные турбовинтовые самолеты Ил-18, Ан-10 и самый большой в мире авиалайнер Ту-114.
     В 1959 году главный маршал авиации Жигарев вернулся на родную тверскую землю. Здесь, в городе Калинине, Павел Федорович возглавил Военную Краснознаменную академию ПВО, которой командовал до своей кончины в 1963 году. Жигарев, человек глубоких военных знаний и практического опыта, внес существенный вклад в совершенствование учебного процесса и повышение качества подготовки командных кадров для войск ПВО страны.
     Умер Павел Федорович 2 октября 1963 года. Улицы, названные его именем, есть в Твери и Весьегонске. В Твери в знак признания заслуг и уважения к памяти главного маршала авиации установлена памятная доска.