С 1918 г. — сотрудник различных газет, затем комиссар полка в Красной Армии, в том же году вступил в ВКП(б). В 1919—1920 гг. начальник военной цензуры в частях Красной Армии, начальник отдела Карельского ЧК в Петрозаводске. В 1922 г. окончил театральную студию Юрьина в Петрозаводске. С 1921 г. уполномоченный ОГПУ Ленинградского Военного округа, заместитель председателя репертуарного комитета киностудии «Севзапкино» (в дальнейшей преобразованной в «Ленинградкино» и наконец в «Ленфильм»). С 1924 г. ответственный редактор-монтажёр той же студии, с 1925 г. — с перерывами — работал там режиссёром. В 1931—1933 гг. — слушатель Института литературы, искусства и языка Коммунистической академии. В годы войны — уполномоченный Особого отдела НКВД Северного флота, художественный руководитель Мурманского областного театра, начальник сценарного отдела Свердловской киностудии. В 1945—1946 гг. — уполномоченный «Совэкспортфильма» в Финляндии. С 1949 г. — режиссёр киностудий «Лентехфильм» и «Леннаучфильм».
Режиссёр:
Сценарист:
Дебют Петрова-Бытова, историко-революционный фильм «На жизнь и на смерть», представлял собой завершение картины, которую успел лишь начать умерший на ранней стадии съёмок режиссёр Борис Чайковский. Годом позже сняты «Волжские бунтари» — первый фильм из жизни чувашского народа. «Водоворот» посвящён социалистическому преобразованию деревни. Наиболее высокую оценку получил фильм «Каин и Артём», поставленный по раннему рассказу Максима Горького: в нём, как сообщает киновед Мирон Черненко,
Отдельную статью посвятил фильму Анатолий Луначарский. В 1932 г. фильм был озвучен во Франции под руководством Абеля Ганса. Как отмечает киновед С. Гуревич,
После «Каина и Артёма» Петров-Бытов намеревался экранизировать другое произведение Горького, «Фома Гордеев», однако эти планы не осуществились. В 1934 г. режиссёр поставил свой последний немой фильм «Чудо», затем историческую картину «Пугачёв» по сценарию Ольги Форш и наконец вышедший незадолго до начала Великой Отечественной войны фильм — «Разгром Юденича» с Владимиром Гардиным и Константином Скоробогатовым.
В послевоенные годы Петров-Бытов занимался документальным кино, сочинял стихи, рисовал.
Петрову-Бытову принадлежит программная статья «У нас нет советской кинематографии» (1929), в которой даётся отрицательная оценка таких фильмов, как «Броненосец „Потёмкин“» Эйзенштейна, «Мать» Пудовкина, «Новый Вавилон» Козинцева: Петров-Бытов требует от кинематографа доступности и понятности неподготовленному зрителю, заявляя: «Мы ничего не можем предложить родного, близкого рабочему и крестьянину… „Новые Вавилоны“ нужны советской кинематографии? Пусть они будут. Они нужны нам, как нужны фраки советской дипломатии».