Первым фильмом, работа над которым принесла Лебешеву известность, стал «Белорусский вокзал» режиссера Андрея Смирнова. 

Работал оператором-постановщиком киностудии «Мостехфильм», затем перешел на «Мосфильм». Лебешев работал с такими режиссерами, как Никита Михалков, Сергей Соловьев, Лариса Шепитько, Георгий Данелия, Витаутас Жалакявичюс. 

При съемке фильмов Лебешев пользовался минимальным количеством специальных осветительных приборов, часто используя естественный свет окружающей среды или бытовых источников света, например, керосиновой лампы (фильм «Раба любви», режиссер Н. Михалков). Для этого Лебешев в лаборатории производил предварительную обработку пленки для съемок в условиях низкой освещенности. 

Высокохудожественное изображение стало визитной карточкой Лебешева и сделало его одним из самых выдающихся кинооператоров отечественного кино. 

Как отмечал оператор Анатолий Головня, говоря о работе Лебешева на картине «Несколько дней из жизни И. И. Обломова»: «Павел Лебешев изучал живопись Григория Сороки и Федора Толстого, чтобы постичь те удивительные сочетания, которыми одаривает нас искусство. И все-таки, как оператор Павел Лебешев приносит в кино, прежде всего, богатство жизненных ощущений, тех, что дает природа, натура. Лебешев, хотя и изучает живопись той эпохи, работает в конечном счете без посредников». 

Оператора не стало 23 февраля 2003 года.