Inžinierius, Lietuvos visuomenės ir politikos veikėjas.

Nuo 1861 m. mokėsi Panevėžyje, 1870 m. baigė Šiaulių berniukų gimnaziją, o 1874 m. – Peterburgo universiteto Fizikos ir matematikos fakultetą (įgijo matematikos mokslų kandidato laipsnį). 1880 m. baigė Peterburgo kelių institutą. Baigęs mokslus, statė tiltus, tiesė geležinkelius Rusijoje, taip pat Ukrainoje, Baltarusijoje, Latvijoje ir kt. Buvo puikus inžinierius, gerai ir kruopščiai atlikdavo darbus. Už tai  1889 m. buvo apdovanotas ordinu, padėką jam pareiškė pats Rusijos imperijos susisiekimo ministras.

Dirbdamas Rusijoje ir kitose šalyse jis uždirbo didžiules sumas pinigų, didžiąją jų dalį skyrė Lietuvos reikalams. Dar studijų metais jis subūrė lietuvių studentų būrelį, nelegaliai lotyniškomis raidėmis leido rankraštinį laikraštėlį „Kalvis melagis“ (1875–1876), dalyvavo labdaringoje Peterburgo lietuvių bei žemaičių draugijos veikloje, kartu su kitais lietuviais geležinkelininkais padėdavo knygnešiams gabenti uždraustas knygas. Peticijomis siekė spaudos lotyniškomis raidėmis atgavimo, rūpinosi švietimu. Materialiai rėmė lietuviškos periodinės spaudos leidimą, bendradarbiavo laikraščiuose „Varpas“ ir „Aušra“, pats rašė ir vertė knygas.

1900 m. grįžo į Vilnių ir įsteigė mechanines žemės ūkio padargų dirbtuves. 1904 m. pastatė spaustuvę lietuviškoms knygoms leisti ir lietuviškų knygų knygyną. 1904–1909 m. pats redagavo ir leido pirmą legalų lietuvišką dienraštį „Vilniaus žinios“. 1905 m. buvo vienas iš Didžiojo Vilniaus Seimo iniciatorių, Lietuvių mokslo draugijos steigėjas, nuo 1907 m. – jos valdybos narys. Savo lėšomis išleido apie 100 lietuviškų leidinių. Išsekus pinigams, 1908 m. vėl teko grįžti uždarbiauti į Rusiją.

Pirmojo pasaulinio karo metais dalyvavo Lietuvių draugijos nukentėjusiems nuo karo šelpti veikloje, rūpinosi Lietuvos valstybės atkūrimu, užleido dalį savo namo našlaičių prieglaudai steigti.  Šelpė dailės parodų bei lietuvių kalbos kursų organizavimą, mokyklų steigimą, rėmė Peterburge ir Voroneže leidžiamą lietuvių spaudą. 

1921 m. vėl grįžo į Lietuvą, aktyviai dalyvavo politiniame gyvenime.

Užsiėmė ir kūrybine veikla. Sukūrė keletą apsakymų, scenos vaizdelių, eilėraščių, išvertė užsienio autorių kūrinių, parašė ir išvertė apie 30 populiarių knygelių gamtos mokslų, žemdirbystės, veterinarijos, sodininkystės, medicinos, kultūros, istorijos klausimais, vadovėlių. 1921 m. prancūzų, 1922 m. lietuvių kalba išleido publicistinę brošiūrą „Lietuvių-lenkų ginčas“.

Pasirašinėjo slapyvardžiais – Petras Nėris, P. N., Giedris, Ramojus, V. Gintautas.

1923 m. Lietuvos universiteto Humanitarinių mokslų fakultetas P. Vileišiui suteikė lietuvių literatūros garbės daktaro laipsnį, o 1926 m. Technikos fakultetas – garbės daktaro-inžinieriaus vardą. 1924 m. Lietuvos technikų ir inžinierių draugijos buvo išrinktas Garbės pirmininku.

Biografiją parengė Lietuvos dailės muziejaus filialo Lietuvos muziejų informacijos, skaitmeninimo ir LIMIS centras vyr. redaktorė Laura Patiomkinaitė-Čeikė.