Петр Ванновский родился 6 декабря 1822 года в городе Киев, Украина. Происходил из потомственных дворян Минской губернии. Образование получил в 1-м московском кадетском корпусе, из унтер-офицеров которого 23 июля 1840 года поступил прапорщиком в лейб-гвардии Финляндский полк. Принимал участие в Венгерском походе 1849 года.
Во время Крымской войны 1853-1854 годов Ванновский отличился в сражениях под Туртукаем и крепостью Силистрией. Награжден орденом святого Владимира IV степени с мечами и бантом. В 1855 году назначен командиром батальона, а в 1857 году стал начальником Офицерской стрелковой школы. В 1861 году занял пост директором Павловского военного училища. С 1868 года командовал пехотной дивизией, затем 12-м армейским корпусом.
Во время русско-турецкой войны 1877-1878 годов Петр Ванновский являлся начальником штаба Рущукского отряда. За храбрость и распорядительность награжден орденом святого Георгия III степени. В феврале 1878 года назначен командиром Рущукского отряда. В 1880 году зачислен в офицеры генерального штаба без окончания Николаевской академии Генерального штаба.
С мая по декабрь 1881 года Петр Семенович являлся управляющим Военного министерства. Утвержден в должности военного министра 1 января 1882 года. В 1883 году произведен в генералы от инфантерии. Внес значительный вклад в совершенствование мобилизационной готовности войск, усиление регулярной кавалерии, создание боевых и продовольственных запасов в районах сосредоточения на случай войны, строительство новых и реконструкцию старых крепостей и укреплений на западной границе. Под его руководством на вооружение армии принята трехлинейная винтовка образца 1891 года, осуществлен переход артиллерии на бездымный порох, введена новая форма одежды, улучшен быт войск и материальное положение офицеров, проведен ряд крупных военных маневров. Добился пересмотра военно-судебного производства и Дисциплинарного устава в сторону ужесточения наказаний в армии. Преобразования затронули и подготовку офицеров: военные гимназии преобразованы в кадетские корпуса, сокращен курс общественных наук, введены должности офицеров-воспитателей.
Однако недостаточная компетентность Ванновского в области техники отразилась на состоянии артиллерии и общей технической отсталости русской армии. В результате 1 января 1898 года освобожден от должности военного министра и избран членом Государственного совета. В феврале 1899 года на него возложено расследование причин студенческих беспорядков. Представленный по результатам расследования доклад резко критиковал действия полиции и министерства народного просвещения.
После убийства министра народного просвещения Николая Боголепова в апреле 1901 года Ванновский назначен на его место. В конце года опубликованы правила, которыми студентам предоставлялась возможность корпоративной организации, легализировались курсовые старосты, дозволялось устройство курсовых сходок, учреждение научно-литературных кружков, столовых, касс взаимопомощи, но все это обставлено такими стеснительными условиями, что студенты все равно оказались недовольны. Отменено преподавание греческого языка в большей части классических гимназий и язык сделан необязательным для поступающих в университет. Ушёл в отставку 11 апреля 1902 года.
Петр Семенович являлся почетным президентом Военно-медицинской академии, почетным членом Петербургской академии наук, Академии Генерального штаба, Артиллерийской, Инженерной и Военно-юридической академий, Петербургского и Казанского университетов.
Петр Семенович Ванновский 1 марта 1904 года в возрасте восьмидесяти одного года.
Орден Святой Анны III степени (1848)
Орден Святой Анны II степени (1852)
Орден Святого Владимира IV степени с мечами и бантом (1854)
Орден Святого Станислава II степени (1856)
Императорская Корона к ордену Святой Анны II степени (1859)
Орден Святого Владимира III степени (1862)
Орден Святого Станислава I степени (1867)
Орден Святой Анны I степени с Императорской Короной (1870)
Орден Святого Владимира II степени (1872)
Орден Белого орла (1875)
Орден Святого Георгия III степени (1877)
Орден Святого Александра Невского (1883)
Бриллиантовые знаки к ордену Святого Александра Невского (1886)
Орден Святого Владимира I степени (1890)
Орден Святого Андрея Первозванного (1895)
Знак отличия XV лет беспорочной службы (1858)
Знак отличия XL лет беспорочной службы (1882)
Знак отличия L лет беспорочной службы (1893)
Иностранные:
Черногорская золотая медаль (1878)
Сербский Орден Таковского креста I степени (1881)
Черногорский Орден Князя Даниила I I степени (1883)
Итальянский Орден Святых Маврикия и Лазаря I степени (1883)
Болгарский Орден «Святой Александр» I степени (1883)
Прусский Орден Красного орла I степени со звездой (1885)
Австро-Венгерский Орден Леопольда I степени(1885)
Японский Орден Восходящего Солнца I степени (1885)
Прусский Орден Красного орла I степени с бриллиантами (1888)
Бухарский Орден Восходящей Звезды I степени с бриллиантами (1889)
Мечи к сербскому Орден Таковского креста I степени за военные заслуги (1891)
Французский Орден Почётного Легиона, большой крест (1891)
Датский Орден Данеброг I степени (1892)
Гессенский Орден Людвига I степени (1895)
Австро-Венгерский Орден Святого Стефана I степени (1897)
Прусский Орден Чёрного орла (1897)
Имя Петра Семёновича Ванновского присвоено:
село Ванновское в Тбилисском районе Краснодарского края, бывшее ранее немецкой колонией (с начала 1890-х годов)
село Ванновское (посёлок городского типа с 1941 года) в Алтыарыкском районе Республики Узбекистан
Жена - Александра Александровна Ванновская (ум. 21.11.1910). Похоронена на Никольском кладбище Александро-Невской Лавры в Санкт-Петербурге
Сын - Сергей Петрович Ванновский (1869-1914), генерал-майором, погиб в начале Первой мировой войны
Сын - Борис Петрович Ванновский (род. 26.10.1860), генерал-лейтенант, во время Первой мировой войны командовал 4-й кавалерийской дивизией