Prozininkas, archeologas, muziejininkas. Gimė 1892 m. gruodžio 19 d. Karališkiuose, Anykščių rajone. Mirė 1962 m. gegužės 17 d. Kaune. Mokėsi Alantos (Molėtų raj.) pradžios mokykloje. 1912 m. baigė Panevėžio mokytojų seminariją. 1912–1913 m. dirbo mokytoju Alantoje. 1914–1917 m. tarnavo Rusijos, 1919–1932 m. Lietuvos kariuomenėje. 1918–1919 m. studijavo istoriją Pskovo pedagoginiame institute. Vienas iš Klaipėdos kraštotyros muziejaus (dabar Mažosios Lietuvos istorijos muziejus) įkūrimo (1924 m.) iniciatorių. 1927–1936 m. kasinėjo Maniuliškių, Velikuškių, Vosgėlių, Pakačinės (Zarasų raj.), Mielėnų, Bradesių (Rokiškio raj.), Paželvių, Berzgainių (Ukmergės raj.), Kulionių (Molėtų raj.) piliakalnius. 1930–1934 m. – Valstybės archeologijos komisijos narys.
P. Tarasenka – vienas iš aktyviausių archeologijos paminklų tyrinėtojų nepriklausomoje Lietuvoje.
1944–1946 m. – Karo istorijos muziejaus Kaune (dabar Vytauto Didžiojo karo istorijos muziejus) direktorius. 1947–1958 m. dirbo Nacionalinio M. K. Čiurlionio dailės muziejau Archeologijos skyriuje.
Parašė archeologijos ir istorijos paminklų pažinimo ir apsaugos vadovėlius „Gimtoji senovė“ (1925), „Priešistorinė Lietuva“ (1927), archeologijos paminklų žemėlapį „Lietuvos arcgeologinė medžiaga“ (1927). Rašė istorijos populiarinimo studijas: „Lietuvos piliakalniai“ (1956), „Pėdos akmenyje“ (1958). Išleido vaikams ir jaunimui skirtas knygas: „Praeities vartai“ (1935), „Perkūno šventykloje“ (1939), „Užburti lobiai“ (1956), „Didžiųjų Tyrulių paslaptys“ (1956), „Pabėgimas“ (1957, 1982), „Rambyno burtininkas“ (1958). 1997 m. išleista P. Tarasenkos parengta Užnemunės krašto archeologijos paminklų 1953–1955 m. tyrinėjimų medžiaga „Užnemunės krašto piliakalniai“.
Daiva Steponavičienė parašė biografinę knygą „Petras Tarasenka“ (1996).