Отец — священник, служил сначала в храме села Вишняки под Москвой, затем был настоятелем храма Александра Невского при доме Московского генерал-губернатора, а затем служил в Сергиевом храме Чудова монастыря в Кремле. Мать — Анна. Братья: Арсений, чиновник; Кассиан, офицер, убит на фронте в 1914; Василий. Сестра — Варвара.
Окончил гимназию в 1895 году, учился на историко-филологическом факультете Московского университета. Окончил Казанскую духовную академию в 1902 году со степенью кандидата богословия (кандидатская работа: «Экзегетический анализ первых двух глав послания апостола Павла к Евреям»).
С 14 февраля 1919 года — епископ Балахнинский, викарий Нижегородской епархии (хиротонисан Патриархом Тихоном). Ввёл строгую уставную службу в Печерском монастыре, учил детей Закону Божьему. В мае 1921 года арестован по обвинению в разжигании религиозного фанатизма, отправлен сначала в Москву (находился на Лубянке, в Бутырской и Таганской тюрьмах; в заключении тяжело заболел), а затем в Петроград. 4 января 1922 года был освобожден в результате заступничества верующих.
С января 1922 года — епископ Старицкий, викарий Тверской епархии, управлял епархией в отсутствие правящего архиерея. 31 марта 1922 года обратился к пастве к призывом жертвовать на нужды голодающих в Поволжье и распорядился передавать из храмов все ценные вещи, кроме предметов, необходимых для священнослужения. Сам он все время служил как простой священник. Летом 1922 года осудил обновленческое движение. 24 ноября 1922 года был арестован и выслан в Туркестан на два года, жил в городе Перовске. Жил в тяжёлых условиях, болел цингой, в результате чего лишился зубов. В 1924 году освобождён, в конце года прибыл в Москву, недолго управлял Московской епархией.
С 16 июля 1925 года — викарий Воронежской епархии. Служил в Троицкой церкви на Терновой поляне и в Преображенском церкви Покровского Девичьего монастыря. Его богослужения собирали большое число верующих, с любовью и почитанием относившихся к владыке.
С января 1926 года, после кончины престарелого воронежского митрополита Владимира (Шимковича) — архиепископ Воронежский и Задонский (назначен по просьбе верующих). Был прекрасным оратором и проповедником. Поощрял общенародное пение. Высокий авторитет владыки привел к тому, что в том же году начался массовый отход верующих от «обновленчества» и возврат приходов в лоно патриаршей церкви. Эта деятельность архиепископа столкнулась с резким неприятием властей — его неоднократно вызывали в милицию и ГПУ. При этом верующие создали группу из 10-12 человек для охраны владыки, пытались устроить манифестацию в его защиту его от административного произвола. При очередной попытке в августе допросить архиерея за ним следом пришло около трехсот верующих, которые были рассеяны конной милицией. Деятельность владыки Петра вызывала неприятие и руководящего сотрудника ГПУ Тучкова, который настаивал на его удалении из Воронежа.
Осенью 1926 года группа из девяти верующих рабочих направила телеграмму в адрес 15-й партконференции. В телеграмме говорилось: «Через местное воронежское ГПУ Тучков требует выезда в Москву единственного избранного народом, нашего православного архиепископа Петра (Зверева). Православные Воронежской губернии — 99 % исключительно рабочих и крестьян. Вызов архиепископа волнует верующих рабочих, особенно вследствие распространяемых обновленцами слухов о высылке нашего архиепископа. Для предотвращения волнения верующих рабочих и народа запросите Тучкова о причинах вызова архиепископа…». Власть расценила это событие как попытку «спровоцировать воронежских рабочих».
В ночь на 29 ноября 1926 года архиепископ был арестован. Обвинён в распространении контрреволюционных слухов, имеющих целью вызвать недоверие к советской власти и дискредитировать ее, и настраивании верующих против власти. Вину не признал. 22 марта 1927 года приговорён к 10 годам лишения свободы «за контрреволюционную деятельность против советской власти». Вместе с ним были осуждены и некоторые его соратники, в том числе токарь Отроженских железнодорожных мастерских Василий Сироштан, признавший, что был инициатором посылки телеграммы (он получил пять лет лишения свободы). К 10 годам лишения свободы вместе с архиепископом был приговорён заместитель директора железнодорожного политехникума Дмитрий Москалев. К 3 годам лишения свободы был приговорён келейник архиепископа архимандрит Иннокентий (Беда).
Был отправлен для отбытия наказания в Соловецкий лагерь особого назначения (СЛОН). Исполнял обязанности счетовода на продовольственном складе, где для пресечения воровства состояло только православное духовенство. У него была возможность служить в уцелевшей церкви Онуфрия Великого. Строго соблюдал молитвенное правило, жил по церковному уставу.
После отправки из Соловков священномученика архиепископа Илариона (Троицкого) был избран ссыльными архиереями главой соловецкого православного духовенства. Возглавлял тайные богослужения, а после того как у духовенства был отобран антиминс, службы совершались на груди у архиепископа Петра.
Был отправлен в штрафной изолятор на Заяцких островах. Писатель Олег Волков, также бывший соловецким узником, вспоминал:
«То была месть человеку, поднявшемуся над суетой преследований и унижений. Неуязвимый из-за высоты нравственного своего облика, он и с метлой в руках, в роли дворника или сторожа, внушал благоговейное уважение. Перед ним тушевались сами вохровцы, натасканные на грубую наглость и издевку над заключенными. При встрече они не только уступали ему дорогу, но и не удерживались от приветствия. На что он отвечал как всегда: поднимал руку и осенял еле очерченным крестным знамением. Если ему случалось проходить мимо большого начальства, оно, завидев его издали, отворачивалось, будто не замечая православного епископа — ничтожного „зека“… Начальники в зеркально начищенных сапогах и ловко сидящих френчах принимали независимые позы: они пасовали перед достойным спокойствием архиепископа. Оно их принижало. И брала досада на собственное малодушие, заставлявшее отводить глаза… Преосвященный Петр медленно шествовал мимо, легко опираясь на посох и не склоняя головы. И на фоне древних монастырских стен это выглядело пророческим видением: уходящая фигура пастыря, словно покидающего землю, на которой утвердилось торжествующее насилие… Епископа Петра схватили особенно грубо, словно сопротивляющегося преступника. И отправили на те же Зайчики…».
В этот период владыка написал Акафист преподобному Герману Соловецкому.
Заболел тифом и в январе 1929 года был помещен в тифозный барак, который открыли в Голгофо-Распятском скиту на острове Анзер. Там же, проболев две недели скончался. Перед смертью написал на стене карандашом: «Жить я больше не хочу, меня Господь к Себе призывает». Вопреки запрещениям начальства, его облачили в мантию и клобук, надели омофор, вложили в руки крест, чётки, Евангелие и совершили отпевание. На могиле был поставлен крест. Его мощи обретены во время раскопок 17 июня 1999 года, находятся в Соловецком монастыре.
Канонизован, как местночтимый святой Воронежской епархии в 1999 году. На Архиерейском соборе Русской Православной Церкви в августе 2000 года прославлен как священномученик.
9 августа 2009 года мощи священномученика Петра (Зверева) были доставлены Соловецкого монастыря в Алексиево-Акатов женский монастырь города Воронежа; перенесение святыни совпало с 80-летием со дня преставления священномученика и 10-летием обретения его честных мощей.