Петр Владимирович Бехтерев родился в 1886 году в Казани.
Петр был четвертым сыном Владимира Бехтерева и Натальи Петровны Базилевской. Вскоре семья переехала в Петербург, где в 1906 году Петр окончил классическую гимназию.
Затем он поступил в Политехнический институт (ППИ), металлургическое отделение которого окончил в 1911 году.
Его дипломная работа была опубликована в «Известиях ППИ за рубежом».
До 1914 года Бехтерев был стипендиатом ППИ по кафедре физической химии, с 1922 года он преподавал в Политехе курс двигателей внутреннего сгорания.
С 1924 года семья Бехтеревых жила в доме на Греческом, 12. У Петра Владимировича и его жены, врача Зинаиды Васильевны Бехтеревых было трое детей: Наталья, Андрей и Эвридика.
.
Петр Бехтерев работал инженером-конструктором в секретном конструкторском Особом техническом бюро (Остехбюро), расположенном совсем неподалеку от дома, на Госпитальной улице. Остехбюро занималось разработкой и внедрением изобретений и новых конструкций военного характера в области авиации, телемеханики, радиосвязи и вооружения. Бехтерев разрабатывал торпеды, бывшие на вооружении в Красной армии.
Из воспоминаний дочери: «Как всякий творец, инженер-изобретатель П.В. Бехтерев вряд ли задумывался, зачем ненападающему государству торпеды, да еще такие опережающие. Он создавал, он не был ни в чем виновен перед властью – и за все это, как полагалось тогда, получил пулю в затылок».
За год до ареста, в 1936 году Петр Владимирович был награждён орденом «Знак почета» и Грамотой ЦИК СССР.
В 1937 году Остехбюро было фактически разгромлено, многие его сотрудники, включая основателя Владимира Ивановича Бекаури, арестованы. Петр Бехтерев был арестован 22 сентября 1937 года. Через пять месяцев – 23 февраля 1938 года – его приговорили к высшей мере наказания по статьям 58-6-7-9-11 УК РСФСР и расстреляли в тот же день, День Красной Армии.
Историк Анатолий Разумов пишет: «Формальный "суд" Военной коллегии практически ничего не значил. Список лиц, подлежащих суду Военной коллегии Верховного суда СССР по Ленинградской области, был подписан Сталиным и Молотовым 7 декабря 1937 года. Бехтерев в этом Списке указан 11-м в ряду «1-й категории», т. е. подлежащим расстрелу».
О том, что ее отец расстрелян, Наталья Бехтерева узнала значительно позже. Ее мать Зинаида Васильевна также была арестована и приговорена к восьми годам лагерей. С 1939 по 1946 годы она находилась в Темниковском лагере в Мордовии.
Трое детей Бехтеревых очутились в новой жизни.
В 1956 году Петр Бехтерев был реабилитирован, тогда же его семья получила фальшивое свидетельство о его смерти.