Его отец - известный писатель Евгений Петров, брат - композитор Илья Катаев. Имя Петру Катаеву дали в честь деда. Аналогично и его отец взял себе псевдоним «Петров» по своему отчеству, в честь деда Петра Васильевича Катаева, традиционный русский способ образования фамилии из отчества. В 1953 году Пётр закончил операторский факультет ВГИКа. В кино с 1959 года. Работал, в основном, с режиссёром Татьяной Лиозновой. Был женат на Наталье Катаевой, родной сестре Народной артистки СССР Нонны Мордюковой. Умер во время съёмок фильма Татьяны Лиозновой «Конец света с последующим симпозиумом». Похоронен на Кунцевском кладбище.
| Год | Название | Работа | Тип |
|---|---|---|---|
| 1987 | Конец света с последующим симпозиумом | Оператор | Сериал |
| 1983 | Приступить к ликвидации | Оператор | Фильм |
| 1981 | Карнавал | Оператор | Фильм |
| 1981 | Мы, нижеподписавшиеся | Оператор | Фильм |
| 1981 | Мы, нижеподписавшиеся | Camera Operator | Сериал |
| 1978 | Шла собака по роялю | Оператор | Фильм |
| 1977 | Школьный вальс | Оператор | Фильм |
| 1975 | Что с тобой происходит? | Оператор | Фильм |
| 1973 | Семнадцать мгновений весны | Оператор | Сериал |
| 1971 | Серебряные трубы | Оператор | Фильм |
| 1968 | Три тополя на Плющихе | Оператор | Фильм |
| 1966 | Всадник над городом | Оператор | Фильм |
| 1966 | Маленький беглец | Оператор | Фильм |
| 1965 | Рано утром | Оператор | Фильм |
| 1964 | Первый снег | Оператор | Фильм |
| 1964 | Юность | Оператор | Фильм |
| 1964 | Большой «Фитиль» (Киноальманах) | Оператор | Фильм |
| 1964 | Если ты прав... | Оператор | Фильм |
| 1962 | Мы вас любим | Оператор | Фильм |
| 1961 | Евдокия | Оператор | Фильм |
| 1960 | Ванька | Оператор | Фильм |
| 1959 | Отчий дом | Оператор | Фильм |
| 1958 | Новые похождения кота в сапогах | Camera Operator | Фильм |
| 1956 | Они были первыми | Camera Operator | Фильм |