Петр Николаевич родился 27 февраля 1887 года в Нижнем Новгороде в семье офицера. Несмотря на раннюю смерть отца и плохое материальное положение семьи, Нестеров успешно окончил Нижнегородский кадетский корпус и Михайловское артиллерийское училище. Будучи уже подпоручиком, Нестеров служил в 9-й Восточно-Сибирской стрелковой артиллерийской бригаде. Здесь он лично разработал правила для корректирования стрельбы из аэростата.
В 1910 году произошло знакомство Нестерова с учеником Н. Е. Жуковского (создателя аэродинамики как науки) Петром Соколовым. После этого Петр Нестеров начал увлекаться авиацией. В 1913 году он окончил авиационный отдел Офицерской Воздухоплавательной школы.
Набравшись опыта в сфере пилотирования, Нестеров смог сконструировать свой давно задуманный планер. Находясь в авиационном отряде в Киеве, он модифицировал стоявший на вооружении в армии самолет «Ньюпор-4», разработал конструкцию семицилиндрового двигателя, занимался разработками скоростного одноместного самолета, осваивал крутые виражи.
Утверждая, что воздух будет удерживать самолет в любом направлении при правильном управлении, Петр Нестеров воплотил свои идеи в жизнь. 9 сентября 1913 года над Сырецким полем киевского аэродрома на самолете «Ньюпор-4» он совершил «мертвую петлю». Это был настоящий прорыв в авиации, Нестеров стал героем своего времени и был удостоен золотой медали Киевского Общества воздухоплавания.
В 1914 году началась Первая мировая война, и Нестеров командовал авиационным отрядом на Юго-Западном фронте. Он осуществлял не только разведку, но и бомбардировку. Он был настолько умелым летчиком, что австрийское командование назначило за его обезвреживание крупную награду, а австрийские летчики узнавали стиль полета Нестерова на любом самолете.
8 сентября 1914 года Петр Нестеров совершил еще один прорыв в авиации и свой последний подвиг: впервые в истории боевой авиации он применил таран, сбив австрийский разведывательный самолет ценой собственной жизни.