Окончил Щукинское училище, по окончании которого служил в Театре имени Станиславского

Петр вспоминает: «…у меня папа (тоже Петр Федоров) был актером, но я с ним почти не общался, рос на Алтае, поэтому об актерской профессии в детстве не задумывался. В 39 лет папа умер, а потом я узнал, что незадолго до смерти он на меня, старшеклассника, можно сказать, "положил глаз". Ему показалось, что мне стоило бы пойти в театральный. На поминках ко мне подошла какая-то бабушка - как я потом узнал, это была актриса театра Вахтангова Галина Львовна Коновалова, - спросила, чем я занимаюсь. Я ответил, что собираюсь поступать в Строгановку или Суриковское. Спросила: "А почему ты не у нас?". Я растерялся».

Однажды утром Петр встал и пошел в Вахтанговское училище на прослушивание. Свою программу прочитал отвратительно, но ему повезло: экзаменатором был Павел Любимцев, который его поддержал. Через какое-то время Петр Федоров осознал, что учится в Щуке.

Федоров окончил театральный институт им. Щукина, а затем служил в Театре имени Станиславского.

В кино Петр Федоров дебютировал в 2000 году в сериале «ДМБ», затем сыграл главные роли в картинах «101 километр», «Неуправляемый занос», «Взять Тарантину», «Сматывай удочки», «Клуб» (сериал).

В 2006 году актер выступил еще и в качестве режиссера фильма «Robotrip».

Большую популярность принесла Федорову главная роль в фильмах «Обитаемый остров. Фильм первый» и «Обитаемый остров. Схватка» в 2009 году.

О том, как ему пришлось готовиться к съемкам, Петр рассказывает: «Со спортом пришлось подружиться, по сюжету мы воюем. А я человек невысокий, хрупкий, килограмма 62 весил, когда меня утвердили. Не понимаю, какого космического воина разглядел во мне Федор Сергеевич. У нас есть запись одной из первых тренировок, на которой дерутся громадный Вася Степанов (исполнитель роли Максима Каммерера. - "Неделя" ) и я, худой, лохматый, волосатый, с ручками-спичками. Мне ничего не оставалось, как пойти в спорт-зал и за полгода полностью измениться. Завязал с наркотиками, алкоголем, сигаретами. Только сон, еда и тренировки. Когда мы увиделись с Федором, он меня не узнал. Я без химии, исключительно тренировками, набрал 20 килограммов. Так что "Обитаемый остров" сделал меня мужчиной. Собственной воли, чтобы пойти в зал и заняться собой, мне бы не хватило».

Во время съемок «Обитаемого острова» Петр Федоров с удовольствием выключился из тусовки и ушел из театра. Одновременно он вместе с Павлом Бардиным (молодой режиссер, с которым Петя работал на молодежном сериале "Клуб") снял фильм «Россия 88»: сами написали сценарий, собрали команду, а Петр еще и сыграл главную роль.