Пётр Петрович Долгоруков родился в 1744 году, сын генерал-майора Петра Сергеевича Долгорукова. Образование получил в Сухопутном шляхетском корпусе.
Свою службу начал в 1757 году при Берлинском посольстве, но с началом военных действий против Турции отправился в действующую армию и был в Морее под начальством графа Орлова-Чесменского. Во время пелопоннесского восстания командовал Спартанским легионом, составленным из жителей Лакедемонии, и до такой степени приобрел уважение и любовь туземцев, что по прошествии 36 лет, в проезд через Морею сына его, князя Михаила, спартанские старожилы, узнав, что проезжий русский — сын князя Петра Петровича, встретили его со слезами восторга. За отличия против турок он был произведён в секунд-майоры и 26 ноября 1770 года награждён орденом св. Георгия 4-й степени (№ 79 по кавалерскому списку Судравского и № 100 по списку Григоровича—Степанова)
По возвращении в Россию князь Долгоруков 25 марта 1775 года был произведён в подполковники Тамбовского пехотного полка и с 22 сентября 1779 года был полковником в этом полку, 21 апреля 1789 года пожалован чином бригадира, в 1793 году назначен губернатором в Калугу, где убедил дворянство основать кадетский корпус. В том же году, 2 сентября, был произведён в генерал-майоры и назначен губернатором в Москву.
Ho 20 августа 1796 года, из-за ссоры с князем П. А. Зубовым, он вышел в отставку. 8 ноября 1796 года, то есть на следующий день по воцарении императора Павла І, князь Долгоруков был назначен начальником Тульского оружейного завода. 3 марта 1798 года произведён в генерал-лейтенанты и 30 декабря 1799 года — в генералы от инфантерии.
Неудачи и болезнь заставили его в 1802 году выйти в отставку, и с тех пор он жил большей частью в своем поместье Спешневе, Тульской губернии, занимаясь сельским хозяйством. Там он и скончался в феврале 1815 года и похоронен в 25 верстах оттуда, в монастыре Св. Духа, близ города Новосиля. По отзывам современников, «он был муж ума обширного, учености всеобъемлющей, твёрд и возвышен духом, бескорыстен и пламенно любил своё отечество».
Пётр Петрович Долгоруков был женат на Анастасии Симоновне урождённая Лаптевой. Скончалась она в Москве 7 апреля 1827 года и похоронена рядом с мужем. У них было пятеро детей: три сына — Владимир (генерал-майор, шеф Кавалергардского полка), Пётр (генерал-адъютант, дипломат) и Михаил (генерал-лейтенант, убит в 1808 году во время русско-шведской войны), и две дочери: княжна Елена (замужем за капитаном гвардии Сергеем Васильевичем Толстым) и княжна Мария (замужем за статским советником Николаем Петровичем Римским-Корсаковым).