Петр Баранчеев родился 9 июня 1974 года в городе Сепухов, Московская областью. Детство будущего актера прошло в поселке Большевик Серпуховского района Московской области. Никто из родственников Петра не имел отношения к киноискусству, да и сам он в юные годы не помышлял о подобной стезе.

После школы Баранчеев поехал в Калужскую область, где в городке Таруса поступил в художественное училище на скульптора. Впрочем, юноша пробыл там всего несколько месяцев, а потом забрал документы и вернулся домой. В Серпухове он стал учиться в профессиональном техническом училище на курсе мебельщиков-краснодеревщиков. Работу по специальности найти Петру не удалось, и он подрабатывал там, где придется.

В конце концов, творческая жилка дала о себе знать. Баранчеев уезжает в Москву и поступает на режиссерский факультет Гуманитарного института. За три года учебы студент освоился в столице и узнал, какие из московских педагогов считаются более востребованными. Поэтому, когда знаменитый Олег Ефремов объявил дополнительный набор абитуриентов мужского пола в свою мастерскую в Школе-Студии МХАТ, Петр Баранчеев не раздумывал ни секунды.

Он бросает свое режиссерское направление и переводится к Ефремову. Вместе с ним на курсе занимались такие будущие звезды, как Александр Арсентьев, Павел Ващилин и Елена Полунина. После студии художественный руководитель всех выпускников, в том числе и Петра, зачислил в труппу Московского художественного театра имени А.П.Чехова, которым тогда руководил. Там артист выступал до 2003 года. Но после смерти Олега Николаевича театр возглавил Олег Табаков, и Баранчеев ушел в Московский драматический театр «На Малой Бронной», где выступает по сей день.

В кино Петр Баранчеев дебютировал в 2000 году в приключенческой мелодраме «Граница. Таежный роман». Там ему досталась роль офицера, которая моментально сформировала основное амплуа актера - брутальный мужчина в погонах. Почти во всех своих самых известных картинах он играет или следователя, или военного, или охранника. Даже в небольших ролях в популярных телесериалах «Папины дочки» и «Моя Пречистенка» он изображает майора и чекиста соответственно.

Первую известность Баранчееву подарила мелодрама «Женские истории», а следующей заметной картиной стала историческая сага «Русичи». Затем были боевик «Из жизни капитана Черняева», новогодняя комедия «Операция «Праведник», криминальная драма «Хозяйка тайги» и детектив «Хранитель». Очень высоко оценена зрителями военная драма «Без права на ошибку», а деревенская история «Хозяин» дала новый виток популярности Петра.

Еще больше об актере заговорили после демонстрации иронического детектива «Любопытная Варвара», в котором он взаимодействовал с Еленой Яковлевой. В этом сериале Баранчеев снимался на протяжении двух лет. Затем были телевизионные мелодрамы «В ожидании весны», «Счастливый маршрут», «Поздние цветы» и «Холодный расчет».

Из последних работ Петра Баранчеева ярко выделяются криминальная драма «Дочь за отца», романтическая комедия «Три счастливых женщины» и мелодрама «Пороги». В 2016 году на экраны выходят еще две картины с участием актера - семейная история «Старшая жена» и любовная драма «Свидание вслепую».

Петр Баранчеев, несмотря на свою профессию, достаточно непубличный человек. Известно, что он женат и в его семье воспитывается маленькая дочка, появившаяся на свет в ноябре 2012 года.

Супруга Баранчеева не имеет ни к кино, ни к театру, ни к шоу-бизнесу в целом никакого отношения, но других сведений о своей семье актер не дает.