Из дворян Курской губернии. В службе с 14 апреля 1785 вахмистром в л.-гв. Конном полку. 1 января 1794 выпущен капитаном в Малороссийский гренадерский полк. Воевал в Польше в 1794 г. В 1806-1807 гг. отличился при Прейсиш-Эйлау, Гейльсберге, Фридланде. 13 декабря 1807 произведён в полковники. С 28 ноября 1808 был командиром Углицкого мушкетерского полка. С 19 октября 1810 шеф Бутырского пехотного (по 22 февраля 1811 г. — мушкетерского) полка.
В Отечественной войне 1812 г. Денисьев командовал 2-й бригадой 24-й пехотной дивизии в 6-м пехотном корпусе Д.С.Дохтурова 1-й Западной армии. Сражался под Смоленском, Бородином, Тарутином, Малоярославцем. Участник заграничных походов 1813-1814 гг. За отличие при Лейпциге был произведён 11 января 1814 в генерал-майоры. Во Франции сражался при Краоне, Лаоне, Париже. 4 января 1834 уволен в отставку.
Петр Васильевич скончался в 76 лет и был погребен в Коренной пустыни на самой оконечности монастырской площади за соборным храмом. Могила его, обозначенная памятником в виде гранитной колонны, не сохранилась.