Литературный критик, эстетик. Родился в Москве. Учился в Петербургском университете. В 1840-е мировоззренчески был близок к западническим кругам (сочувствовал взглядам Герцена, Белинского и др.), критиковал философский идеализм, увлекался идеями Прудона. В 1846 познакомился с К. Марксом, испытал влияние его философско-экономических идей и, в частности, воспринял марксистскую критику прудонизма. Однако идеалы революционного социализма Анненков не разделял, оставаясь на протяжении всей жизни приверженцем либеральной версии российского западничества: выступал за прогресс и просвещение, за приобщение России к европейской цивилизации, в защиту прав и свобод личности.
Как литературный критик Анненков отстаивал эстетические принципы концепции «чистого искусства» (вместе с В. П. Боткиным, А. В. Дружининым и др.), выдвигая идею автономности различных сфер умственной и культурной деятельности, в особенности «истин науки» и «истин искусства». В своей эстетической позиции он стремился избегать крайностей, в равной мере не принимая как радикальный эстетизм, отрицающий всякую связь искусства и жизни («фанатизм художественности»), так и наивный реализм, «раболепствующий» перед действительностью и сводящий смысл художественного творчества к ее копированию. С точки зрения Анненкова, «поэтическое воспроизведение действительности» принципиально отличается от простого подражания и имеет своей основой «художническую мысль», особое эстетическое мировидение, которое отнюдь не равнозначно философским и идеологическим убеждениям художника.
Умер П. В. Анненков 8 марта 1887 в Дрездене.
Воспоминания и критические очерки. Т. 1–3. СПб., 1877–1881.