По завершении обучения в июле 1929 г. П. Е. Тимашев был назначен в 13-ю авиаэскадрилью 15-й авиабригады в г. Брянск, где проходил службу младшим и старшим летчиком, пом. командира эскадрильи по политической части.
В марте 1932 г. переведен в Забайкалье на должность командира 75-го истребительного авиаотряда 32-й авиабригады в г. Чита.
В июне 1933 г. П. Е. Тимашев направлен в распоряжение Центрального совета Осоавиахима СССР, где был назначен пом. начальника по политической части Тушинского центрального аэродрома.
С июля 1934 г. — летчик в Особой сводной авиационной агитэскадрилье им. М. Горького ГУ ГВФ.
С 15 июня 1935 по 13 февраля 1938 г. работал летчиком в Управлении международных воздушных линий Главного управления ГВФ (Гражданского Воздушного Флота).
Летал на международных авиалиниях Москва — Прага, Москва — Кенигсберг, Москва — Стокгольм. Решением Центральной квалификационной комиссии Главного управления ГВФ от 16 июня 1936 г. П. Е. Тимашеву была присвоена квалификация — пилот 1-го класса.
Постановлением ЦИК СССР от 10 ноября 1937 г. за выдающиеся успехи в овладении авиатехникой, безаварийную работу и высокие показатели в производственной работе он был награжден орденом Красной Звезды.
В начале 1938 г. исполнял должность начальника авиалинии Москва — Прага, а с февраля — начальника Московского управления ГВФ.
В начале Великой Отечественной войны 26 июня 1941 г. П. Е. Тимашев был назначен командиром Особой западной авиагруппы ГВФ при штабе ВВС Западного направления.
С сентября служил летчиком-испытателем завода № 1 им. Сталина Народного комиссариата авиапромышленности.
12 мая 1943 г. он назначается зам. командира 4-й гвардейской авиадивизии ДД.
С 28 июня был допущен к исполнению должности командира 5-й гвардейской авиационной Гомельской дивизии ДД , входившей в состав 4-го гвардейского авиакорпуса ДД. Ее части принимали участие в Курской битве, Смоленской, Брянской, Гомельско-Речицкой, Крымской наступательных операциях.
С лета 1944 г. дивизия под его командованием выполняла специальные задания по оказанию помощи Югославской народно-освободительной армии, за что полковник П. Е. Тимашев был награжден югославским орденом «Партизанская звезда» 1-й ст.
В августе 1944 г. он назначен начальником Эксплуатационного управления — зам. начальника Главного управления ГВФ.
После войны генерал-майор авиации П. Е. Тимашев продолжал руководить этим же управлением. В августе 1947 г. он назначается зам. начальника 2-й Ивановской высшей офицерской летно-тактической школы командиров частей ДА.
28 сентября 1948 г. уволен в запас в звании генерал-майора авиации.
После увольнения с военной службы Павел Емельянович с октября 1948 по ноябрь 1955 года работал начальником ЛИС на заводе №30 МАП в г. Москва.
С декабря 1955 года по июль 1959 года — заместитель начальника Института п/я 12 ГК СМ по АП в г.Жуковский, а с июля 1959 года по октябрь 1962 года — начальник ЛС ОКБ №1 в г. Подлипки.
Награжден орденами Красного Знамени, Александра Невского, 2 орденами Красной Звезды, медалями, а также иностранным орденом.
*****
Павел Емельянович Тимашев жил в посёлке Луговая на даче по адресу: ул. Фрунзе, дом 18.
*****
Умер _______ 1962 года, похоронен на Новодевичем кладбище (8-уч., 20 ряд, место 5), г. Москва.