Слово иноязычное, пришло в наш русский язык из французского языка (от "pavillon", что переводится как "палатка, шатер").
Поэтому гласные "а, и, о" в корне слова остались такими же, как в слове-оригинале, они были просто скалькированы с него.
Кроме этого при произношении слова появился мягкий знак, функция которого -- разделительная.
Сомнения при написании гласной "о" в последнем слоге, думается, связаны с правилом русской орфографии об употреблении разделительного мягкого знака, которое гласит, что этот упомянутый знак ставится внутри слова перед гласными "е, ё, и, ю, я" (например, портьера, серьёзность, крестьянка, вьюга).
Однако это правило имеет исключение, касающееся некоторых иноязычных слов, в которых разделительный Ь пишется перед гласной О, например: почтальон, медальон, шампиньон и также в заданном иноязычном существительном павильон.
И это следует запомнить.
Рядом с пляжем был красивый павильон, где можно купить мороженое на любой вкус.