一条纯种俄国牧羊狗在巴甫洛夫的生理实验研究所里引起了人们的特别注意。每次喂食时，都有一位实验人员为它摇铃。
为什么一条普通的狗进食时要为它摇铃？什么人为它摇铃？这其中究竟有什么奥妙？
原来，这是著名俄国生理学家巴甫洛夫在研究狗的生理现象。中国古代有两句成语，说的是画饼充饥、望梅止渴的故事。古人只是说说罢了，其实在现代医学科学上是大有名堂的，它们中包含着深奥的科学道理。按照现代生理学家的解释：每当人们处于极度饥渴时，面对画饼或遥想酸梅时，嘴里会自然而然分泌出唾液来，这种现象在生理学上，就叫做“条件反射”。伟大的生理学家巴甫洛夫正是通过大量的动物实验，第一个深入研究和剖析了“条件反射”的实质的。
1849年9月14日，巴甫洛夫生于俄国一个叫做里亚山的小乡村。父亲是一位乡村牧师，十分注意对小巴甫洛夫的教育。一次，小巴甫洛夫跟着父亲到一个农家去，为一个因饮食不良消化失常的孕妇做临终祈祷。归途中，小巴甫洛夫晃动着他那稚嫩的脑袋感慨地问：“爸爸，有万能的上帝存在，你救不了她的命。”
“我救不了她的命，但愿能救得了她的灵魂。孩子，俄国的医疗水平太差了，死于疾病的人太多了，我们实在无能为力。”
没多久，少年巴甫洛夫报考了圣彼得堡的一所大学，学习自然科学，为后来的研究打下了坚实的理论基础。一天，巴甫洛夫的爸爸突然接到儿子从圣彼得堡寄来的一封信，信上说：“为了解救人们的性命而工作是神圣的。虽然我明天即要大学毕业，现在正跟教授们商量，可否准许我放弃自然科学的学习，转入医学院从头学起……”
巴甫洛夫为什么要放弃自然科学的学习，而要转入医学院从头学起呢？直接原因，就是他的一个亲密学友死于庸医之手。巴甫洛夫首先向圣彼得堡大学医学院的院长提出转学的申请，但是医学院院长考虑医生培养年限和巴甫洛夫的实际年龄，拒绝了他的请求。后来经过朋友的引荐，巴甫洛夫才进入了军医学校。
巴甫洛夫在圣彼得堡军医学校，一切从零开始，矢志不渝，取得了优异成绩。1883年，34岁的巴甫洛夫毕业于军医学校，鉴于他学业成绩，特别是生理学成绩超群，因而学校留他以见习医生的身份继续研究生理学。军医学校充足的研究经费和优良的实验条件，很快使巴甫洛夫脱颖而出了。
有一天，巴甫洛夫正要去实验室进行实验，收到了德国生理学权威卡尔·鲁德威教授的来信。他在研究生理学时，曾经多少次阅读鲁德威教授的著作，今天，收到这位生理学权威人士的信函，真是喜从天降。
原来，鲁德威教授在一本科学杂志上看到巴甫洛夫发表的《腺之秘密》论文以后，非常赏识他，他此次来信是为了询问详细的实验情况及巴甫洛夫的研究进展情况，巴甫洛夫向鲁德威教授全面汇报了自己的研究情况及进一步研究设想。一个世界知名的生理学权威怎么会器重一个见习医生呢。巴甫洛夫对此不敢有半点奢望。
巴甫洛夫全身心地在研究消化生理学。经过不断的失败和挫折，他养成了严谨的科学态度和灵巧的手术技能，这为他取得成功提供了重要保证，不久，他所做的动物胃管就很有名气了。巴甫洛夫可以在血液和神经正常供应下，不仅在胃，而且在唾液腺、胰和小肠等部分经过他的手术做成瘘管。人们可以通过动物的瘘管向外边分泌出的消化液，来观察动物的消化生理过程。
有一天，巴甫洛夫受到鲁德威教授的邀请，让他前往德国进行学术交流。
可是，实验工作实在离不开巴甫洛夫医生，欧洲之行一直拖到1889年。巴甫洛夫40岁时来到了生理学研究中心德国柏林。这时他对消化作用和脑神经作用之间关系的生理研究成功，使他举世闻名。鲁德威及德国生理学家们热情劝说巴甫洛夫在德国进行研究，为了了解德国同行们的工作和向他们学习，巴甫洛夫暂时在柏林居住了一段时间。
不久，圣彼得堡大学再三致函邀请他回国担任实验医药学院生理研究所主任。巴甫洛夫看到俄国和欧洲科学研究的巨大差距，婉言拒绝了德国生理学家们的劝留，回到了圣彼得堡。
巴甫洛夫在圣彼得堡大学的生理研究所里，开展了神经系统的研究。他为了研究生理反射作用而饲养了几条狗，每天亲自喂食并进行实验观察。巴甫洛夫用手术在狗的胃部做成了一个瘘管，通过喂食、打铃和唾液分泌之间的联系来说明动物的条件反射现象。巴甫洛夫每次给狗喂食时，同时摇铃并且从瘘管收集消化液，他观察到，通过喂食和打铃同时化的训练可以在大脑中建立条件反射。最终，只要动物大脑听见铃声，即使没有食物，消化系统也会分泌出消化液。
巴甫洛夫采用严谨的科学方法，以瘘管收集的消化液为指标，成功地证明了条件反射可以由训练得到。由于生物本身具备条件反射形成的生理基础，而建立条件反射又是后天能实现的，因此条件反射的概念影响甚广，不仅涉及生理学，还涉及心理学、精神病学甚至教育学。
巴甫洛夫在生理研究所，对血液循环的生理作用进行了深刻地研究。在世纪之交，巴甫洛夫已经成为最伟大的生理学家。
1904年，巴甫洛夫以消化腺的功用理论研究，荣获诺贝尔医学和生理学奖金；1905年，俄国科学院选举他为最高级科学院士；1907年，英国皇家学会选举他为外籍会员。此后，包括牛津大学在内的世界各国著名大学，纷纷选派最优秀的学生，前往俄国追随巴甫洛夫学习和研究医学生理学。
从1908年开始，巴甫洛夫每讲授一小时课的讲义，都会立即被译成英、德、法文分发给各国学府，巴甫洛夫可谓桃李满天下。
1928年，科学界在伦敦隆重纪念解剖生理学家哈维诞生350周年，巴甫洛夫受到各国生理学家的联名邀请。离开前苏联，抵达英国。人们都认为巴甫洛夫是哈维再世，给予他最高的赞誉。
巴甫洛夫的条件反射理论，回答了“望梅是否可以解渴”等的神经系统在生理行为中的作用、机制问题，获得了20世纪初期生理学的最高成就。他的这一理论经过维纳控制论的补充，内容焕然一新，成为当代关于脑功能理论的重要组成部分。
巴甫洛夫热爱科学，献身实验，井井有条和循序渐进地度过了自己的一生，为人类做出了重大贡献。
1936年2月27日，巴甫洛夫因病逝世于英国伦敦，享年87岁。