В РККА с 1941 года, в боях Великой Отечественной войны — с 1942 года. К началу 1944 года — сапёр 160-го инженерно-саперного батальона 13-й инженерно-саперной бригады, неоднократно проявлял мужество при выполнении боевых заданий, ходил в разведку.
В ночь на 19 февраля 1944 года в бою за высоту севернее города Великие Луки ефрейтор Кириллов в непосредственной близости от немецкой траншеи проделал проход в проволочных заграждениях и обеспечил пропуск наступающих стрелковых подразделений. Лично участвовал в атаке, в процессе боя заменил раненого пулеметчика, уничтожил несколько гитлеровцев.
Приказом от 18 марта 1944 года Кириллов награждён орденом Славы 3-й степени.
К маю 1944 года — заместитель командира отделения того же батальона, затем бригады (10-я гвардейская армия, 2-й Прибалтийский фронт).
В ночь на 31 мая 1944 года в районе деревни Федорыгино (Псковская область) Кириллов с группой сапёров, проделав проход в усиленных проволочных заграждениях противника, обеспечил пропуск поисковой группы и лично участвовал в её прикрытии.
Приказом от 20 июня 1944 года ефрейтор Кириллов награждён орденом Славы 2-й степени.
К весне 1945 года — командир отделения 380-го отдельного саперного батальона 212-й стрелковой дивизии (61-я армия, 1-й Белорусский фронт).
20—25 апреля 1945 года в ходе наступления на берлинском направлении младший сержант Кириллов со своим отделением произвел инженерную разведку канала Хафель-Одер в районе населенного пункта Берневе (30 км западнее города Эберсвальде, Германия), навёл мост и переправил по нему лесоматериалы для строительства 30-тонного моста.
Участвовал в штурме Берлина, конец войны встретил на реке Эльбе.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 15 мая 1945 года за мужество, отвагу и бесстрашие, проявленные в боях с немецко-фашистскими захватчиками, младший сержант Кириллов Пётр Иванович был награждён орденом Славы 1-й степени.
В 1945 году был демобилизован, продолжил работу в родном колхозе сначала в качестве счетовода, а с 1947 года — бригадира. В 1958 году переехал жить в Кимры, работал в модельном цехе Савёловского машиностроительного завода.
Умер 29 октября 1973 года. Похоронен в Кимрах
