Moen ble født i Drammen av foreldre Erik Moen (født 1860) og Hansine Johannessen (født 1867). Han giftet seg 2. november1940 med Bergliot Svanhild Fjeld Gundersen (født 20. februar1908), datter av glassmester Bernhard Fjeld Gundersen og Mathilde Karoline Jacobsen Seveland. Han flyttet i 1920 etter bestått examen artium til Kristiania, hvor han tok seg arbeid hos forsikringsselskapet Idun. Han ble senere aktuar i samme selskap.
Andre verdenskrig
Han var involvert i produksjonen og distribusjon av de illegale aviseneFri Presse, Rex Rotary og London-Nytt, som var en av de største illegale aviser under den tyske okkupasjonen av Norge.[2] Denne ble han etter hvert redaktør for. Han ledet også en gruppe som tok initiativet til Aula-brannen i Oslo høsten 1943.[2]
Petter Moens dagbok
I februar 1944 ble Moen arrestert og satt i enecelle på Møllergata 19. Der skrev han dagbok ved å stikke hull i fengselets toalettpapir med en stift fra blendingsgardinen. Til sammen 1 400 ark ble skrevet, rullet sammen og gjemt under cellegulvet via en luftekanal.
Etter 7 måneder i fengsel ble Moen sendt om bord i fangeskipet «Westphalen» og omkom, sammen med 45 av de 50 norske fangene ombord, da skipet gikk på en mine og sank i Skagerrak8. september1944.[2] Om bord på «Westfalen» hadde Moen fortalt om dagboken til noen av sine medfanger. En av disse var blant de fem overlevende, og da krigen var over, meldte han fra. Cellegulvet ble brutt opp og hele dagboken ble funnet i behold.
Petter Moens dagbok ble utgitt i bokform i 1949. Den har kommet i flere opplag, og er oversatt til flere språk.