Окончил в 1898 году медицинский факультет Московского университета. В 1904 году получил степень доктора. В 1904-1911 — приват-доцент Московского у-та на кафедре душевных болезней. Организовывает журнал «Современная психиатрия» (1907-1917). В 1908-1914 — ординатор Алексеевской психиатрической больницы, а с 1914 — ординатор Петроградского морского госпиталя. С 1915 года вновь работает в Московском университете, где в течение пятнадцати лет возглавляет кафедру психиатрии. Под руководством Петра Ганнушкина психиатрическая клиника Московского у-та была видной школой подготовки кадров.
В рамках нозологического принципа он проводил четкое разграничение между психогенными реакциями, прогредиентными процессами и конституционными аномалиями личности, или патологическими характерамии. Внес значительный вклад в разработку теории пограничных форм психических заболеваний и создал концепцию так называемой малой психиатрии. Ганнушкин впервые заострил внимание на том, что болезненные психопатические реакции являются декомпенсацией патологического характера, и дал описание патологических характеров: группа циклоидов: группа астеников; конституционально-депрессивные, конституционально-возбужденные, циклотимики, эмотивно-лабильные; группа шизоидов, мечтатели; группа параноиков, фанатики; группа истерических характеров; группа неустойчивых психопатов; группа антисоциальных психопатов; группа эпилептоидов; патологические лгуны; группа конституционально-глупых. По мнению Петра Ганнушкина, болезненная реакция возникает при воздействии неблагоприятных условий среды, изучению которых он уделял особое внимание. Проповедовал здоровый образ жизни.
Одно из главных направлений исследований Ганнушкина — вопросы взаимодействия общества и психиатрии, функционирования медицинских учреждений и стационаров, организации психиатрической помощи. Создал новое направление — социальная психиатрия. Ее главной задачей Ганнушкин считал сочетание социального и клинико-диагностического аспектов помощи больным. Он стал инициатором развития внебольничной системы диспансеров. Это нововведение, будучи прогрессивным в те времена, когда ощущался недостаток врачей и больниц, позже стало способствовать увеличению репрессивной роли психиатрии.