Петр Федоров родился 21 апреля 1982 года в городе Москва. Семья Федорова - это древняя актерская династия, представители которой метры российского кинематографа и театра: Александр Збруев - двоюродный дед, Петр Федоров - старший - отец актера.
Несмотря на то, что Петр родился в столице, детство свое провел на Алтае, где жил до 14 лет. Когда парень вернулся обратно в родные края, то планировал поступать в университет имени Строганова, так как в то время увлекался изобразительным искусством. Но после смерти отца - актера и телеведущего Петра Федорова - старшего - передумал и отнес документы в театральный институт имени Б. В. Щукина.
Первой главной ролью стала роль Лёньки в фильме Леонида Марягина «101 километр». Также сыграл в таких фильмах, как «Сматывай удочки», «Мужской сезон. Бархатная революция», «Неуправляемый занос», но обрел популярность после участия в сериале «Клуб» на телеканале «MTV Россия».
Огромная удача встретилась на пути актера, когда его пригласили на съемки фильма «Обитаемый остров» режиссера Федора Бондарчука. К сьемкам Федоров подошел очень ответственно. Парень начал активно посещать спортзал, бросил курить, перестал употреблять спиртное и набрал практически 20 кг, исключительно благодаря спорту.
Одним из самых ответственных за всю его работу в киноиндустрии стал для него 2008 год. Именно тогда он впервые немного отошел от актерской работы и попробовал себя в качестве сценариста и композитора. Это случилось во время съемок скандальной картины «Россия 88».
В 2010 году свет увидел триллер «Фобос. Клуб страха». В 2011 году вышел фильм «ПираМММида». В 2011 году состоялась премьера второй части нашумевшей новогодней комедии «Елки 2». Также 2011 год отметился выходом еще одного фильма с участием актера, совместный проект России и США – «Фантом». Осенью этого же года вышла картина «Мужчина с гарантией». Кроме этого, в 2012 году вышла комедия режиссера Павла Худякова «Одноклассники.ru: НаCLICKай удачу», где Федорову досталась главная роль.
С 2013 по 2015 год Петр Федоров принял участие в большом количестве проектов: фильм «Сталинград» , «Саранча», «Вакантна жизнь шеф-повара», «Елки 3», «Елки Лохматые», «А зори здесь тихие…».
В 2016 Петр Федоров снялся в отечественном блокбастере «Дуэлянт.