Родился 18 сентября 1894 года в Петербурге, в мещанской семье известного в городе фотографа.
Мать занималась воспитанием детей — дочери и двух сыновей. С юных лет маленький Петя больше всего любил играть "в театр".
Увлечение мальчика быстро переросло в участие в ученических спектаклях. Причём он был не только актёром, но и декоратором и даже портным. Первой заметной ролью Петра Репнина стала госпожа Простакова в "Недоросле" Фонвизина.
Это были годы, когда все мальчишки посещали модные тогда "Тиоскоп", "Синематограф", "Иллюзион". Кино наполняло юную душу сказочными переживаниями, оставляя глубокий след в памяти. И не удивительно, что в один прекрасный день Петр Репнин ступил на профессиональную актёрскую стезю.
Правда, до этого ему пришлось окончить училище и поработать в конторе Сормовских заводов — надо было помогать семье, рано потерявшей кормильца.
Потом он уехал в Алупку к своему крёстному отцу. Параллельно с основной учёбой юноша два года занимался в художественной школе барона Штиглица и довольно неплохо рисовал, а ещё освоил фотоискусство.
В 1907-1914 годах учился в Реальном училище А.С. Черняева.
С 1914 года — артист в любительской антрепризе В.С. Воронского и Л.Л. Соколова.
В 1915-1918 годах — актёр Петроградского театра миниатюр.
В 1918-1922 годах учился режиссуре на курсах мастеров сценической постановки (позднее — ГВЫРМ) под руководством В.Э. Мейерхольда. В 1920 году — актёр театра "Летучая мышь", в 1920-1924 годах — актёр Вольного театра (позже — Театр РСФСР-I п/р В.Э. Мейерхольда).
В 1922-1924 годах — режиссёр Московского театра Революции.
В 1924-1932 годах работает в кино.
В 1932-1934 годах — актёр театра Бауманских ребят, в 1934-1938 годах — артист Реалистического театра п/р Николая Охлопкова, в 1938-1940 годах — артист Камерного театра.
С 1941 года — актёр во Всесоюзной Государственной Концертной организации, в 1942 году — в джаз-оркестре Покрасса, в 1942-1944 годах — актёр фронтового филиала Малого театра.
В 1944-1945 годах — актёр театра при "Мосфильме", в 1945-1947 годах — актёр в театре Музыкальной драмы Министерства здравоохранения.
С 1947 по 1955 годах — актёр Театра-студии киноактёра. (В 1951-1952 годах — актёр в 1-м Театре Окупационных войск в ГДР).
После войны Пётр Репнин оказался не востребован ни в кино, ни в театре. Зато у пожилого актёра родилась дочь, и он всего себя целиком посвятил Оленьке. Ходил с ней гулять, сочинял для неё стихи и на ночь пел любимую песню — куплеты Водовоза из «Волги-Волги». Если уезжал в командировки — неизменно писал письма.
Пётр Репнин продолжал сниматься в многочисленных эпизодах, никогда не отказывался даже от пустяковых предложений.
Самым известным и популярным из его последних фильмов стала "Кавказская пленница, или Новые приключения Шурика", где актёр сыграл главврача психиатрической больницы.
Ушёл из жизни 24 июля 1970 года в Москве. Похоронен актёр на втором участке Ваганьковского кладбища.