Первым местом службы Александра после танкового училища стала Западная группа войск. На протяжении двух лет он командовал танковым взводом в небольшом немецком городке Хилирслебен недалеко от Магдебурга.

В августе 1993 года Павлюк вернулся в родной Новоград-Волынский. На протяжении тринадцати лет он командовал ротой и батальоном, был заместителем начальника штаба полка и заместителем командира бригады.

Летом 2006 года Александр возглавил украинский миротворческий контингент в Косово. На Балканах миротворцы базировались на американской военной базе.

В Косово украинские «голубые каски» выполняли задания на блокпостах, в населенных пунктах, граничащих с сербскими или албанскими анклавами. Поддерживали порядок во время проведения выборов.

«Больше всего поразило их обеспечения войск и отношения к личному составу. У них каждая операция — это просчитывания каждого действия, каждого шага, чтобы сохранить жизнь военнослужащего. 

Этот опыт очень мне помог в дальнейшем. Потому что приоритетом я всегда ставил выполнение задачи с максимальным сохранением жизни личного состава», — рассказывал Павлюк о подразделениях НАТО, с которыми сотрудничал в Косово.

На должности украинских миротворцев он пробыл до апреля следующего года, после чего вернулся к своим предыдущим обязанностям на посту заместителя командира бригады. В феврале 2009 года Павлюк был назначен руководить штабом бригады.

Осенью 2010 года Александр стал командиром 24-й отдельной механизированной бригады имени Данила Галицкого в городе Яворов на Львовщине. На этой должности Александр пробыл четыре с половиной года. 

В марте 2014 года с началом боевых действий на востоке Украины руководимая Павлюком 24-я ОМБР была перемещена в Сумскую область из-за того, что была угроза вторжение войск РФ на Киев через Слобожанщину.

Через два месяца 24-я ОМБР была передислоцирована на Донбасс, где принимала участие в боях за Красный Лиман, Ямполь, Закотное, Зеленополье, Луганский аэропорт. Затем бригада Павлюка освобождала Северск, Лисичанск, Хрящеватое, Новосветловку.

Про бой под Зеленопольем Александр рассказывал, что там его бригада пережила настоящий ад. Однако он гордится своими людьми за то, что они «не сломались, выстояли и выполнили поставленные задачи». После первых Минских договоренностей, 24-я ОМБР два года держала направление в районе Бахмутской трассы — от Крымского до Лисичанска.

Украинский военачальник считает, что для прекращения огня на Донбассе необходимо введение миротворческого контингента. По его словам, когда закроется граница с Россией, война прекратится. Ведь из РФ сепаратисты получают вооружение, технику и наемников.

В том же 2014 году Павлюк баллотировался от ВО «Батькивщина» на парламентских выборах. На 122-м мажоритарном округе (Жолковский и Яворовский районы Львовской области) за него отдали свои голоса 12 465 или 10,17% избирателей. С этим результатом Александр занял третье место, уступив представителю БПП Тарасу Возняку (10,19%) и самовыдвиженцу Владимиру Парасюку (56,56%).

В августе 2015 года Павлюк получил звание генерал-майора. Тогда Александр был руководителем сектора А в АТО. Ровно через три года он стал генерал-лейтенантом.

Весной 2017 года Павлюку было поручено руководить войсками оперативного командования «Запад». Летом 2020 года он стал командующим сухопутных Войск украинской армии. Через год, в июле 2021 года, президент Зеленский назначил генерал-лейтенанта Павлюка командовать Объединенными силами на Донбассе. На этой должности Александр сменил генерал-лейтенанта Владимира Кравченко.