Основное направление деятельности Изергина — лечение туберкулеза.
Родился 25 марта (13 марта по старому стилю) 1870 года в с. Высокогорском Котельничского уезда Вятской губернии.
Учился в Казанском университете. Был в числе участников знаменитой "ленинской" сходки 1887 года, за что был исключен из университета, с первого курса физико-математического факультета. Благодаря отцу, мировому судье Василию Семеновичу, сыну дозволили вернуться в альма-матер — теперь, правда, уже на медицинский факультет.
Именно в медицине Петр Изергин нашел свое призвание, совмещая учебу с работой в знаменитой психофизиологической лаборатории профессора Миславского. Получил Большую золотую медаль университета за исследования физиологии человека и животных.
Спустя семнадцать лет Петр Васильевич, земский врач Балашовского уезда Саратовской губернии, выступил с коллегами против ареста товарища. На разгон демонстрации губернатор Столыпин бросил казаков, и Изергин с десятками других участников попал в больницу.
В 1906 году Изергин перебрался с семьей в Крым, на работу в детский костно-туберкулезный санаторий в Алупке, по давнему приглашению основателя лечебницы профессора Александра Боброва. После кончины А. А. Боброва его преемником стал Пётр Васильевич Изергин, руководивший здравницей до конца своей жизни.
Во время гражданской войны менял собственные вещи на продукты, чтобы накормить детишек, лечившихся в санатории.
По одной из версий, П. В. Изергин является прообразом «Доктора Айболита» К. Чуковского.
Правнучка Петра Васильевича Изергина — Ольга Изергина-Леннартц.