Родился в 1777 г., был сыном генерал-майора Льва Денисовича Давыдова и жены его, Екатерины Николаевны, урождённой графини Самойловой, племянницы князя Потёмкина-Таврического.
Служил в гвардии при Екатерине II и Павле I, при котором пожалован в действительные камергеры и кавалером ордена Св. Иоанна Иерусалимского, состоял затем в должности шталмейстера при дворе великой княжны Анны Павловны; в 1809—1811 гг. занимал должность почётного опекуна.
С началом Отечественной войны 1812 года явился в строй и был зачислен майором по армейской пехоте. 2 июля 1812 года был награждён орденом св. Георгия 4-й степени (№ 1050 по кавалерскому списку Судравского и № 2417 по списку Григоровича—Степанова)
По окончании военных действий против Наполеона Давыдов вернулся к придворной службе и впоследствии достиг чина тайного советника. Скончался Петр Львович в 1842 году в Москве и погребён в Донском монастыре, на его памятнике была сделана надпись «Служил Отечеству в достопамятную войну 1812 года».
Пётр Львович Давыдов был женат дважды:
От первого брака сын и три дочери:
От второго брака два сына: