Летчик-космонавт СССР. Родился 26 июня 1925 года в селе Челищево Рослятинского района Вологодской области. В 1942 году после окончания десятилетки поступил на завод. В 1943 году добровольно вступил в ряды Советской Армии и был направлен в Ейское военное авиационное училище летчиков, которое окончил в 1945 году. Летчиком-истребителем участвовал в советско-японской войне (август-сентябрь 1945 г.) Затем проходил службу в частях Военно-воздушных сил СССР.

С 1956 года учился в Военно-воздушной академии (ныне имени Ю.А.Гагарина), которую окончил в 1959 году. В 1960 году был зачислен в отряд космонавтов (1960 Группа ВВС № 1). Проходил подготовку к полетам на кораблях типа «Восток» и «Восход». 18-19 марта 1965 года совершил космический полет в качестве командира корабля «Восход-2». Во время полета второй пилот корабля А.А.Леонов совершил первый в мире выход в открытый космос. При посадке корабля «Восход-2», из-за отклонений в работе системы ориентации корабля на Солнце, П.И.Беляев вручную сориентировал корабль и включил тормозной двигатель. Эти операции были выполнены впервые в мире. Полет продолжался 1 сутки 2 часа 2 минуты 17 секунд.

В последующие годы проходил подготовку к полетам на кораблях типа «Союз». Герой Советского Союза. Награжден орденом Ленина, орденом Красной Звезды и медалями. Герой Социалистического Труда НРБ. Герой Труда СРВ. Герой МНР. Награжден многими иностранными орденами и медалями. Награжден золотой медалью имени К.Э.Циолковского АН СССР. Был избран почетным гражданином городов Калуга, Пермь, Вологда (Россия).

Умер 10 января 1970 года. Похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище. Именем Беляева назван кратер на Луне и малая планета (2030 Belyaev).