Дементьев Петр Васильевич родился в чувашском селе Алёшкин-Саплык Убеевской волости Буинского уезда Симбирской губернии (в настоящее время — Дрожжановский район Республики Татарстан) в учительской семье. Был крещён в храме Сергия Радонежского, села Хорновар-Шигали. Родители: отец — Василий Степанович, мать — Елена Герасимовна (урождённая — Герасимова) — из села Новое Ильмово (в настоящее время — Дрожжановского района Республики Татарстан). Дед Петра Дементьева — Степан Игнатьевич Дементьев — происходил из деревни Петровка Симбирского уезда, после отмены крепостного права поселился в селе Убей, где и родился отец Петра Дементьева — Василий Степанович Дементьев.
После успешного завершения учёбы П. В. Дементьев в числе наиболее талантливых выпускников был направлен в Научно-исследовательский институт гражданского воздушного флота, а через три года попросился на конкретный производственный участок. В 1934—1941 годах он проделал путь от начальника цеха Московского авиационного завода № 81 до главного инженера и директора Государственного авиационного завода № 1 (Московского самолётостроительного завода).В 1938 году П. В. Дементьев вступил в ВКП(б). В 1941 году он был назначен первым заместителем народного комиссара (с 1946 — министра) авиационной промышленности СССР, проработав в этой должности до 1953 года. Во время войны отвечал за серийный выпуск самолётов. В 1941 году П. В. Дементьеву в числе первых руководителей авиационной промышленности за выполнение заданий правительства по созданию и выпуску новой авиационной и специальной техники было присвоено звание Героя Социалистического Труда.В 1952 году на XIX-м съезде КПСС он был избран кандидатом в члены Центрального Комитета КПСС, членом которого он стал в 1956 г. В 1953 П. В. Дементьев стал лауреатом Сталинской премии.В марте 1953 года, когда Министерство авиационной промышленности СССР вошло в Министерство оборонной промышленности СССР, курируемое Л. П. Берией, П. В. Дементьев потерял свой пост. После смещения и ареста Л. П. Берии, в августе 1953 года он был назначен Министром авиационной промышленности СССР, встав во главе советского авиапрома почти на четверть века — до самой своей смерти в 1977 году (с 1957 — в качестве председателя Государственного комитета Совета министров СССР по авиационной технике, с 1963 — председателя Государственного комитета по авиационной технике СССР, а с 1965 — вновь Министра авиационной промышленности СССР).