Он родился 14 (27) января 1898 года в городе Царицыне.
Его отец Кузьма Владимирович, выходец из донских казаков, человек молчаливый, сурового нрава, был железнодорожным рабочим. Кузьма Владимирович приехал в Царицын в поиске хорошего заработка; сначала он устроился простым рабочим на лесопильный завод, а затем — на железную дорогу. Мать - Аграфена Прокофьевна, отличалась общительностью и живым характером.
Кузьма Владимирович вместе со своей женой Аграфеной Прокофьевной воспитывали троих детей — двух дочерей и сына. Семья жила бедно. Детство проходило на берегах Волги имело свои прелести - переплывание Волги, участие в рискованных, опасных соревнованиях, например ныряние под проходившие плоты и баржи.
Окончив в 1914 году реальное училище, в 1915 поступает в Новочеркасское земельно-ограномическое училище. Среди всех предметов, особое внимание отдает биологии. Этому в значительной степени способствовали оживленные беседы и дискуссии с учителем естествознания П.Чехониным.
В этот же период обучения Петр Кузьмич интересуется самопознанием и возможностями человека создает «лигу воспитания воли», где ребята занимались «волевой гимнастикой» (основанной на идеях его однофамильца А.К.Анохина), так же изучали работы ведущих ученых своего времени.
Студенческие годы проходят в условиях неспокойной, напряженной обстановки, сложившейся в России перед и во время событий 1917 года. Студентом второго курса вместе с товарищами участвует в охране общественного порядка, в качестве красного дружинника. Пропаганда среди населения идей марксизма и симпатия большевикам, становятся известными директору училища, который «предложил» ему закончить обучение, что было равносильно исключению.
Вот что писал сам Петр Кузьмич о себе: «В 1913 г. окончил Царицынское высшее начальное училище, а в 1914 г. поступил по конкурсным испытаниям в Новочеркасское землемерно-агрономическое училище, которое окончил в 1918 г., получив звание землемера-токсатора. В гражданскую войну вступил в ряды Царицынской красной гвардии в качестве начальника топографического отделения Штаба северного участка Царицынского фронта».
В дальнейшем, с продвижением Красной Армии в пределы Донской области, Анохина назначили комиссаром печати завоеванного округа; затем он занимал следующие должности: заведующий отделом госиздата, заведующий агитационно-пропагандистским отделом парткома, заведующий отделом народного образования округа, ответственный редактор газеты «Красный Дон».
В то время в Новочеркасске он знакомится с врачом, физиологом Николаем Алексеевичем Поповым (1888–?), работавшим в Донском педагогическом институте и на медицинском факультете Донского университета (бывшего Варшавского). Это знакомство и определило судьбу Петра Кузьмича как физиолога.
Его живой интерес к естественным наукам, острое желание понять смысл происходящих событий, понять и познать мотивы и поступки сражающихся рядом товарищей, побудили П.К.Анохина задуматься над «внутренними пружинами», движущими поведением людей. Под влиянием работ И.П.Павлова, с которыми его познакомил Н.А.Попов, у Петра Кузьмича пробуждается интерес к изучению человеческого мозга.
В 1921 году с агитпоездом Новочеркасск посещает Анатолий Васильевич Луначарский, он обращает внимание на бойкие передовицы местной газеты и хочет встретится с автором.
Встреча состоялась.
В беседе Петр Кузьмич делится тайным желанием изучения человеческого мозга, о желании научно работать в этом направлении, говорит о сакровенной мечте - учиться этим наукам у передовых ученых, в частности у Бехтерева, с которым был знаком по литературе.
Уже летом 1921 года от Луначарского пришло направление в бывший психоневрологический институт Бехтерева (в то время Ленинградский государственный институт медицинских знаний под руководством В. М. Бехтерева).
В том же 1921 г. Анохин поступает в Государственный институт медицинских знаний в Ленинграде. С первых дней обучения Петр Кузьмич начинает активно посещать клинику психических заболеваний Бехтерева и присутствует на разборах пациентов, берет дополнительную литературу.
Владимир Михайлович Бехтерев, заметив интерес студента к психиатрии вводит его в Институт мозга для исследовательской научной работы.
Петр Кузьмич вспоминает первую встречу с Владимиром Михайловичем: «Я до сих пор помню эти серые пронизывающие глаза, которые как-то не гармонировали с его простым крестьянским обликом.
«Вы хотите изучать мозг, его болезни? - спросил Бехтерев. - Хорошо, возьмите психиатрию Корсакова. Каждый вечер Вы будете приходить ко мне, и мы будем читать главу за главой из новой моей книги «Основы рефлексологии»».
Сложности психиатрии, как науки давались студенту первого курса - сложно, но Петр Кузьмич был полон надежд перед открывающимся перед ним полем возможностей.
По вечерам ходит через весь город на Василевский остров к Владимиру Михайловичу Бехтереву.
Владимир Михайлович, поручает, студенту первого курса, вести двух больных женщин с меланхолией разных типов.
Его задачей было не просто наблюдение, изучение разного типа расстройств на клинических случаях, еще и разбор симптоматики и попытка выявить закономерности, сопоставить клинические проявления с возможными нейрофизиологическими механизмами.
Так же с первого же курса начинает вести исследовательскую работу , на тему «Влияние мажорных и минорных колебаний звуков на возбуждение и торможение в коре головного мозга человека».
Эта работа стала важной вехой: она показала, что звучание действительно оказывает заметное физиологическое воздействие, что заложило основы методологического подхода, который Петр Кузьмич в последующим развил в своих фундаментальных исследованиях.
В.М.Бехтерева Петр Кузьмич всегда будет считать своим учителем.
В этот же период Петр Кузьмич посещает публичные лекции И.П.Павлова.
И уже через год научные интересы Петра Кузьмича определились более четко: «Я увидел, что моя жизненная дорога - вспоминал в последствии Петр Кузьмич, - лежит не через психиатрию, где очень, много, как мне показалось, словесного, недосказанного и просто беспомощного по отношению к раскрытию психозов.
Для меня, как мне казалось, дает больше эксперимент с животными, с мозгом».
Такие запросы могла удовлетворить работа у И.П.Павлова.
Финальной частью решения о дальнейшем научном пути Анохина определила одна из лекций И. П. Павлова в Военно-медицинской академии.
В 1922 году, выбрав момент, Анохин переходит в лабораторию Павлова.
Вот как он вспоминает их первую встречу.
Он постучал Павлову в кабинет. «От волнения у меня захватывало дух» - вспоминает Петр Кузьмич.
Он чуть было не повернул назад.
Павлов принял Анохина радушно и пригласил приходить.
С этого момента начинается его чисто физиологическая деятельность: академик И.П. Павлов поручил ему тему из области физиологии больших полушарий, и Анохин буквально врос в жизнь лаборатории — участвовал во всех операциях, демонстрациях к лекциям и т.д. под руководством тогда еще старшего ассистента лаборатории, затем профессора Ю.В. Фольборта.
Через несколько месяцев, когда Петр Кузьмич освоил эксперимент, познакомился со статьями Павловской школы, Павлов решил, что Анохину пора приступать к исследованиям.
В павловской лаборатории П.К.Анохин был подключен к экспериментальной разработке наиболее трудного («проклятого», по выражению И.П.Павлова) вопроса условнорефлекторной деятельности - механизма внутреннего торможения.
В 1922 году Анохин начинает работу под руководством Павлова в Военно-медицинской академии по изучению в корковом центре условного раздражителя во время применения безусловного сигнала.
Первой темой, которую Павлов предложил Анохину, был «рефлекс новизны».
В 1924 г., когда И.П. Павлов ушел из Военно-медицинской академии, Анохин перешел к нему сотрудником в физиологическую лабораторию при Академии наук.
Анохин изучает труды И.П.Павлова, знакомится с работами сотрудников, экспериментирует сам и уже в марте 1925 года выступает на заседании общества ленинградских физиологов с докладом «Новизна, как особый раздражитель на примере растормаживания», а в декабре с докладом «О взаимодействии клеток условного и безусловного раздражителя в течение применения последнего».
Результаты исследования были опубликованы в «Физиологическом журнале». Мысли Анохина поглощены неразрешимым вопросом - о природе торможения.
В 1926 г. Петр Кузьмич закончил обучение в Институте медицинских знаний, остается аспирантом в физиологической лаборатории при Академии наук.
По окончанию в 1926 году Государственного института медицинских знаний Анохин становится старшим ассистентом кафедры физиологии Ленинградского зоотехнического института. На этой кафедре работали ученики Н. Е. Введенского, бывшего в свою очередь учеником И. М. Сеченова.
Таким образом, за короткое время Анохину удается пройти подготовку в трех ведущих школах физиологии - В. М. Бехтерева, И. П. Павлова и Н. Е. Введенского.
Школа Бехтерева дала Анохину широкий взгляд на стыке дисциплин, выход на практическую медицину, школа Павлова - системный подход к процессам высшей нервной деятельности, школа Введенского-Сеченова - тонкий анализ внутренних механизмов.
Последующие четыре года с 1926 по 1930 г.г. изучает механизм внутреннего торможения.
В процессе исследований обнаруживает, что при дифференцировочном и угасательном торможении возникают такие же фазы изменения, которые сопровождают и внешнее торможение.
На основании чего им сделан вывод об идентичности внутреннего и внешнего торможения «по их интимной природе и различению по условиям возникновения».