Русский географ, ботаник, статистик, государственный и общественный деятель. Вице-председатель Императорского Русского географического общества и президент Русского энтомологического общества. Он исследовал Тянь-Шань, недоступный до этого для европейцев.
Петр Семенов родился 14 января 1827 года в деревне Рязанка Урусовского сельского поселения Чаплыгинского района Липецкой области. Рос в семье отставного капитана лейб-гвардии Измайловского полка, участника Бородинского сражения, писателя-драматурга Петра Семёнова.
До 15 лет воспитывался в деревне, развиваясь самостоятельно, с помощью книг из семейной библиотеки. Интерес к географии в детстве у него пробудила игра - географическое лото с названиями стран, материков, рек, городов. Мальчика особенно привлекал мир растений. Богатое собрание книг по садоводству помогло ему самостоятельно разобраться в систематике растений, которых было много в домашней оранжерее. Он придумывал им свои названия и старался узнать как можно больше, совершая всё более далёкие экскурсии за пределы усадьбы и ближайшего леса.
Затем поступил в школу гвардейских подпрапорщиков и юнкеров, а по окончании курса в 1845 году, стал вольнослушателем Санкт-Петербургского университета на физико-математическом факультете по отделу естественных наук. Выдержав экзамен на степень кандидата, в 1849 году был избран в члены Императорского Русского географического общества, и с этого времени постоянно принимал самое деятельное участие в трудах общества как секретарь отделения физической географии, потом как председатель того же отделения и, наконец, как вице-председатель общества - с 1873 года.
Первой экспедицией стал переход из Петербурга в Москву через Новгород с изучением растительности. Она продолжилась в чернозёмной полосе России, в Воронежской губернии, в верхнем течении Дона. В результате была защищена диссертация на звание магистра ботаники. Потом последовало путешествие по Европе и продолжение учёбы в Берлинском университете. Там Семёнов познакомился с выдающимся учёным XIX столетия Александром Гумбольдтом, с которым поделился своими планами исследования Центральной Азии.
В 1851 году Петр Петрович совершил поездку в бассейны реки Оки и Дона, результатом которой было исследование «Придонская флора в её отношениях с географическим распределением растений в Европейской России». Благодаря этому труду Семёнов получил степень магистра ботаники. В 1853 году он отправился за границу и три года слушал лекции в Берлинском университете, тогда же он напечатал работу «Ueber die Fossilien der Schlesischen Kohlenkalkes» в «Трудах Германского геологического общества». Время, остававшееся от кабинетных занятий, было посвящено им многочисленным научным поездкам по Германии, Швейцарии и Италии.
Издав в 1856 году первый том перевода «Землеведения Азии» Карла Риттера с дополнениями, равными по объёму самому оригиналу, Семёнов предпринял по поручению Русского географического общества экспедицию для исследования горной системы Тянь-Шаня, являвшейся тогда местностью недоступной для европейцев. В течение двух лет Семёнов посетил Алтай, Тарбагатай, Семиреченский и Заилийский Алатау, озеро Иссык-Куль, первым из европейских путешественников проник в Тянь-Шань и первый посетил высочайшую горную группу - Хан-Тенгри.
На Иссык-Куле Семёнов искал упомянутый на каталанской карте христианский монастырь, отождествляемый в настоящее время с археологическим комплексом в Ак-булуне. В это время им были собраны богатые коллекции по естественной истории и геологии страны. Рисунки томского художника П. М. Кошарова, сделанные им во время экспедиции П. П. Семёнова, хранятся в архиве Русского географического общества в Санкт-Петербурге. Императорским указом 23 ноября 1906 года за заслуги в открытии и первом исследовании горной страны Тянь-Шань к его фамилии «с нисходящим потомством» была присоединена приставка - Тян-Шанский.
Предварительный отчёт о путешествии его был помещён в «Вестнике Императорского Русского географического Общества» за 1858 год, а затем в 1867 году краткий обзор результатов путешествия появился в «Записках Императорского Русского географического общества» и в «Peterm. Mittheil.». Другие материалы были использованы при составлении дополнения ко II тому «Азии Риттера» и «Географо-статистического словаря Российской империи», изданных Географическим обществом под руководством и при деятельном сотрудничестве Семёнова. В 1858 году Семёнов был приглашён принять участие в занятиях по крестьянскому делу, а в 1859 году сделан членом-экспертом «Редакционных комиссий» и заведующим их делами. Как один из ближайших сотрудников Я. И. Ростовцева, он принимал деятельное участие во всех трудах по освобождению крестьян и составлению Положений 19 февраля 1861 года.
В 1864 году Семёнов назначен директором центрального статистического комитета, которым пробыл 16 лет, а в 1875 году - председателем статистического совета, во главе которого стоял до 1897 года. За это время им устроена правильная система официальной статистики и произведён ряд работ по статистике. В 1882 году назначен сенатором 2-го департамента правительствующего сената. В 1873 году он был избран почётным членом Академии наук. В 1874 году его избрли в почётные члены Академии художеств. Участие в деятельности многих благотворительных обществ в качестве их председателя дало повод к нескольким статьям Семёнова по вопросам благотворительности.
В 1888 году Семёнов совершил поездку по Закаспийской области и Туркестану, результатом чего были обширные энтомологические коллекции, пополнившие его громаднейшее собрание насекомых, и статья «Туркестан и Закаспийский край в 1888 г.» Кроме вышеупомянутых работ, Семёнов написал целый ряд статей и очерков по разным вопросам географии и все статьи по географии в «Энциклопедическом словаре», выходившем в 1860-х годах. В 1893 году он участвовал в составлении сборника «Сибирь, Великая сибирская железная дорога», изданного министерством финансов для всемирной выставки в Чикаго, и в том же году написал статью «Колонизационная роль России».
Продолжая редактировать издание «Азии» Риттера, Семёнов в 1894 и 1895 годах выпустил два обширных тома, составляющих громадное дополнение или, в сущности, совершенно новый труд по географическому описанию Забайкалья, в котором самому Семёнову принадлежит немалая доля. Тогда же вышло в свет «Описание Амурской области» Г. Е. Грум-Гржимайло, составленное по поручению министерства финансов, причём многие главы были написаны Семёновым. В 1895 году был отпразднован 50-летний юбилей Императорского Русского географического общества, по поводу которого Семёнов написал «Историю полувековой деятельности географического общества». В 1896 году Семёнов организовал сибирский отдел нижегородской всероссийской выставки, был организатором окраинного отдела на всемирной выставке в Париже.
Первая всеобщая перепись России, совершённая в 1897 году, была подготовлена и выполнена под главным руководством Семёнова, напечатавшего по этому случаю статью «Характерные выводы из первой всеобщей переписи». С 1897 года Семёнов состоял членом государственного совета, присутствуя в департаменте законов. С 1899 года начал выходить новый обширный труд «Россия», редактировавшийся Вениамином Петровичем Семёновым-Тян-Шанским под общим руководством П. П. Семёнова-Тян-Шанского.
Зимой 1850 года в нескольких километрах от поместья Рязанка, унаследованного в 1847 году его братом Николаем, в деревне Гремячка, Пётр Петрович познакомился с Верой Александровной Чулковой, поздней осенью 1851 года состоялась их свадьба. В 1852 году родился сын Дмитрий. Спустя полгода от скоротечной чахотки жена скончалась. В 1861 году П. П. Семёнов женился вторично - на дочери своего давнего знакомого, Елизавете Андреевне Заблоцкой-Десятовской. У них родилось семеро детей: Ольга, Андрей, Мануил, умерший в младенчестве, Вениамин, Валерий, Измаил и Ростислав, умерший в 14 лет от туберкулеза. От своих пятерых сыновей у него было тринадцать внуков.
Пётр Петрович Семёнов-Тян-Шанский умер в Петербурге 11 марта 1914 года от воспаления лёгких на 88-м году жизни. Похоронен на Смоленском православном кладбище, рядом с умершей в 1906 году дочерью Ольгой. В 1915 году, через год, рядом похоронили его вторую жену, Елизавету Андреевну, с которой Петр Петрович прожил более 50 лет. А в апреле 1942 года здесь же похоронили и их сына, Андрея Петровича Семёнова-Тян-Шанского, энтомолога, эколога, поэта, профессора зоологии, умершего в блокаду, так же как и ещё два сына Петра Петровича. Нынешний памятник на могиле установлен в 1958 году.