Родился он в Москве 9 декабря 1842 года. Петр рано потерял мать – Екатерина Николаевна, дочь героя Отечественной войны 1812 года генерала Сулимы, умерла, когда младшему сыну не исполнилось и четырех лет. На воспитание Петра оказывали большое влияние как учителя, так и старший брат Александр, с которым его связывала большая дружба. В 1853 году Петр Кропоткин был зачислен в Первую московскую гимназию, а по ее окончании он поступил в одно из самых привилегированных военных учебных заведений – Пажеский корпус. В течение пяти лет обучения в корпусе Кропоткин проявил прекрасные способности, осваивая физику, географию, химию, биологию, историю и другие науки. Здесь же он познакомился с трудами Герцена, Чернышевского, Добролюбова, которые оказали влияние на формирование у него критического взгляда к окружающей действительности. Выпускной класс Петр Кропоткин окончил первым по списку, обратив на себя внимание Александра II, и став личным камер-пажом императора. Перед юношей открывалась блестящая карьера, но вопреки желанию отца видеть сына гвардейским офицером, Петр решил стать ученым. Выпущенный из Пажеского корпуса в 1862 году и имея возможность остаться служить в столице, он по собственному желанию выбрал местом службы далекую Сибирь – Амурское конное казачье войско.
Крепкий, красивый молодой офицер – Кропоткин – смог сразу расположить к себе окружающих добротой, веселостью, умом и необыкновенной работоспособностью. Его радовала возможность заняться полезным общественным делом. Он был не чужд развлечениям – участвовал в любительских спектаклях и танцевальных вечерах, но большую часть времени уделял работе двух комиссий. Одна готовила проект реформы тюрем и системы ссылок, другая – проект городского самоуправления. Кропоткин участвовал в заседаниях комиссий, в расследованиях должностных злоупотреблениях властью, часто совершал поездки на места для изучения материалов дела, много читал специальной литературы. Но вскоре работа комиссий была прекращена, а вместе с этим и угасли надежды Петра Кропоткина на возможность решения насущных общественных проблем с помощью реформаторской деятельности.
Он не мог оставаться без дела и искал применения своим знаниям и возможностям. И здесь, в Сибири, состоялось становление Кропоткина как исследователя и путешественника. В этот период он совершил несколько путешествий по Восточной Сибири и Маньчжурии. В 1864 году Кропоткин произвел рекогносцировку пути из Юго-Восточного Забайкалья на реку Амур. При этом он пересек горный хребет Большой Хинган, открыл в горном хребте Ильхури-Алинь и на северном склоне горной системы Саяны несколько потухших третичных вулканов. В 1866 году он совместно с И.С. Поляковым осуществил Олекминско-Витимскую экспедицию, исследовал Патомское и Витимское нагорья. В ходе этой экспедиции Кропоткиным были завершены 3-летние геологические наблюдения, обнаружены следы ледников на Патомском нагорье, получены данные о том, что Сибирь от Урала до Тихого океана – не равнина, как изображали на карте, а громадное плоскогорье. Опираясь на огромный фактический материал, Кропоткин разработал схему орографии Восточной Сибири, и его научная деятельность была отмечена золотой медалью Русского географического общества.
В 1867 году Петр Алексеевич оставляет службу и поступает на физико-математический факультет Петербургского университета. Он ведет жизнь простого студента, зарабатывая литературной деятельностью. В следующем году Кропоткин поступает на службу в Статистический комитет МВД. Продолжая активно заниматься наукой, Петр Алексеевич много трудится в Русском географическом обществе, где знакомится с крупнейшими русскими путешественниками и географами того времени – Миклухо-Маклаем, Пржевальским и другими. Он занимался вопросами, связанными с планами Географического общества по исследованию Арктики и вынашивал грандиозный замысел – создать полное географическое описание России, связав природные условия с хозяйственной деятельностью человека. В 1871 на основании изучения морских течений в Баренцевом море Кропоткин теоретически доказал существование суши севернее Новой Земли, что подтвердила австрийская экспедиция (1873), которая открыла эту сушу, назвав ее Землей Франца-Иосифа. В том же году он получает предложение стать секретарем общества, что помогло бы ему анализировать и обрабатывать материалы, поступающие в общество, но он от него отказался.
В начале 1872 года Кропоткин получает разрешение на поездку за границу, и в феврале уезжает в Швейцарию. Здесь он изучает деятельность 1-го Интернационала и в Цюрихе вступает в его местную секцию. Знакомится он и с «федералистами», пропагандирующими идеи М.А. Бакунина, теоретические положения которого склонили Кропоткина на сторону анархизма.
За границей Кропоткин пробыл до мая и, вернувшись в Россию, вошел в общество «чайковцев» – наиболее значительной из ранних народнических организаций. Два года работы в кружке «чайковцев» окончательно определили судьбу Кропоткина. Он вел активную пропаганду среди петербургских рабочих, овладел навыками конспирации и составил два документа: «Должны ли мы заняться рассмотрением идеала будущего строя?» и «Программа революционной пропаганды», в которых впервые в общих чертах сформулировал свою анархистскую программу.
Продолжая заниматься научной работой, он изучал ледниковые отложения и формы рельефа Финляндии и Швеции. Эти исследования привели его к выводу о широком распространении в антропогеновое время материкового оледенения в Северном полушарии, о чем Кропоткин в марте 1874 года сделал сенсационный доклад в Географическом обществе. В дальнейшем свои аргументы в пользу ледниковой теории он изложил в работе «Исследования о ледниковом периоде», первый том которой был издан в 1876 году.
В 1874 году за народническую пропаганду Петр Алексеевич был арестован и заключен в Петропавловскую крепость. Вклад Кропоткина в науку к тому времени был настолько значим, что по личному распоряжению императора ему были созданы условия (бумага, чернила, книги) для продолжения занятий научной деятельностью в тюрьме. Два года заключения сильно подорвали здоровье Петра Алексеевича, и в 1876 году он был переведен из-за болезни в Николаевский военный госпиталь, откуда 30 июня с помощью друзей он сумел бежать.
Оставаться в России было невозможно, и началась эмиграционная жизнь князя Кропоткина, продолжавшаяся 40 лет.
Живя за границей, Кропоткин продолжал свою научную, общественную и публицистическую деятельность, выступал с лекциями и речами, писал статьи и обзоры для научных изданий, издавал анархические газеты: «Револьте» (в Женеве), «Револьт» и «Тан Нуво» (в Париже), «Хлеб и Воля» (в Лондоне) и другие. Он близко познакомился со многими деятелями русского и международного революционного движения, особенно анархистского. С ним общались, переписывались многие известные деятели культуры и социальных движений.
После смерти Бакунина (1876) он становится наиболее авторитетным теоретиком анархизма, участвует в международных социалистических конгрессах и конгрессах анархистов. В годы изгнания он неоднократно высылался властями из страны в страну, подвергался арестам, провел три года во французской тюрьме. Царское правительство вело слежку за Кропоткиным как опасным политическим преступником. На него готовила покушение русская монархическая организация «Священная дружина», ошибочно видевшая в Кропоткине организатора убийства Александра II.
Все тяготы жизни ученого и революционера-изгнанника мужественно разделяла с ним в течение долгих лет Софья Григорьевна Кропоткина, ставшая в 1878 году его женой.
Активно участвуя в европейском социалистическом движении, он продолжал исследования в области биологии, географии, геологии, этики, социологии, истории. В конце 1870-х – начале 1890-х годов Кропоткин разработал и постоянно совершенствовал собственную теорию, которую назвал анархо-коммунизмом. В борьбе с противниками дарвинизма он развил положение теории Дарвина о взаимопомощи в живой природе, пытался перенести эти взгляды в сферу социальных отношений людей, сформулировал закон взаимной помощи и солидарности.