В детстве воспитывался Вегеле Карлом, учителем математики из Курляндии.
С 1740 по 1762 годы находился в ссылке вместе с отцом. В 1762 году Петр III присвоил ему чин генерал-майора кавалерии. Императрица Екатерина II вернула бывшему герцогу его герцогство. В 1769 году Пётр сменил в управлении герцогством курляндским своего одряхлевшего отца. В 1772 году наследовал его титул. В 1786 году Пётр Бирон купил у князя Лобковица княжество Саганское, а в 1792 году у князя Пикколомини владение Наход.
Во время путешествия за границу в 1784—86 гг. оставленное им в Курляндии полномочное управление ввело учреждения, невыгодные для герцога, который их принужден был потом отменить. Отсюда возникли споры, и недовольство дворянства герцогом дошло до того, что герцог последние годы большей частью проводил за границей. Желая содействовать примирению сторон, супруга Петра, Доротея, урожденная графиня Медем, по просьбе дворянства вернулась в Курляндию; влиятельный советник двора Ховен предлагал ей принять на себя регентство, но она отказалась и весной 1788 года упросила мужа вернуться. В конце концов депутация дворян отправилась в Петербург, где Екатерина, недовольная сношениями герцога с Пруссией, приняла на себя посредничество. Герцог был призван в Петербург и здесь 28 марта 1795 года подписал отречение от герцогства, за что ему назначена была ежегодная пенсия в 100 тысяч талеров; кроме того, за поместья его в Курляндии императрица заплатила 500 000 червонцев. Герцог уехал из Санкт-Петербурга 22 июня и жил с тех пор частью в Берлине, частью в поместьях. Он умер в своем поместье Гелленау в Силезии.
Про Петра Бирона, как и про Карла, говорили, что он сын Анны Иоанновны (Соловьев, «История России», V [XXI], 117); это — уверение французского посла де Шетарди («Сборник Имп. Рус. Ист. Общ.», XCVI, 359). Относительно Петра Бирона уверению этому противоречат слова самого Эрнста Иоганна в письмах его к жене, Бенигне Готлибе (31 марта 1724 г.: ein Schreiben… woraus… ersehe, dass der Grosse Gott mit seiner Gnade dich gl?cklich aus deinen Wochen gebracht; 30 апр. 1724: Ich k?sse also dich, mein Engel, und deinen Sohn. Госуд. арх., разр. XI, № 474).
Был женат три раза:
С первыми супругами он развёлся ввиду бездетности их. От третьей супруги он имел сына Петра, род. 23 февраля 1787 г. и умершего уже 25 марта 1790 г., и дочерей: