В 1912 году вступил в РСДРП(б), а в 1913 году был выслан из Петербурга и лишён права жительства в крупных городах Российской империи.
В 1915 году был мобилизован в Российскую императорскую армию. В 1916 году за революционную агитацию был арестован и приговорён военно-полевым судом к восьми годам каторги, но после Февральской революции был освобождён.
В сентябре 1917 года работал председателем фронтового отдела Совета солдатских депутатов Румынского фронта, а с октября того же года являлся членом ревкома и комитета РСДРП(б) 8-й армии.
В 1923 году был назначен на должность начальника и комиссара бронесил РККА. В августе того же года был назначен на должность заместителя начальника, с 10 декабря 1924 года — исполнял обязанности начальника Военно-воздушных сил РККА (2 марта 1925 года назначен начальником)[3]. Возглавлял военно-воздушные силы до июня 1931 года. 15 апреля 1925 года в Москве Баранов подписал документ о создании немецкой авиационной школы «Липецк». Одновременно с 1925 по 1931 годы являлся членом РВС СССР.
В 1929—1930 под вымышленной фамилией возглавлял делегацию советских инженеров в США, закупавших машины для промышленности.
26 июля 1930 года во время сборов ВВС Московского военного округа на воронежском аэродроме Леонидом Миновым был выполнен показательный прыжок с парашютом, вслед за ним свои первые прыжки выполнили ещё несколько лётчиков. Выслушав доклад о ходе сборов, Баранов предложил «продемонстрировать выброску группы вооружённых парашютистов для диверсионных действий на территории „противника“». 2 августа того же года десант был выброшен в составе двух групп по 6 человек, первой группой руководил Минов, другой — его помощник Яков Мошковский. Этот день считается днём рождения Воздушно-десантных войск РККА.
После этого стал вхож в узкий круг высших руководителей государства. В августе 1933 года присутствовал на даче Сталина на неформальном совещании по развитию авиации. На таких «вечеринках» за игрой в городки решались важнейшие вопросы. В частности, в тот раз по предложению Баранова было решено закупить зарубежную лицензию на авиационный двигатель воздушного охлаждения.
О роли личности Баранова в истории отечественной авиации свидетельствует А. Н. Туполев, вспоминавший о ситуации, сложившейся после гибели Петра Ионовича: «Трудно было, очень трудно. Помню, мы с М. М. Кагановичем приехали на один из больших комбинатов, создававшихся ещё при Петре Ионовиче. Больше половины строительства было законсервировано. Пётр Ионович задумал создать этот комбинат из ряда заводов: авиационного, моторного, агрегатного и завода каких-то деталей. После гибели Петра Ионовича строительство большинства из них не было начато».
Ещё короче высказался Александр Микулин, создатель двигателя М-34, одного из эпохальных проектов в истории отечественной авиации: «Дорогу моему мотору открыл покойный Баранов».
Погиб вместе с женой Беллой Моисеевной Барановой (урождённой Беркович, 1893—1933) 5 сентября 1933 года во время полёта на открытие авиазавода в Севастополе в авиационной катастрофе самолёта АНТ-7 под Подольском[5], квалифицированной как «нелепая и чудовищная». Урна с его прахом захоронена в Кремлёвской стене.
Александр Бек посвятил П. И. Баранову свой роман «Талант» («Жизнь Бережкова») по инициативе Воениздата. Сам П. И. Баранов стал прототипом одного из героев романа — Дмитрия Ивановича Родионова.
В 2017 году Федеральным агентством связи и АО «Марка» в честь 125-летия со дня рождения П. И. Баранова выпущен посвященный ему художественный маркированный конверт. 22 сентября 2017 года во ФГУП «Центральный институт авиационного моторостроения имени П. И. Баранова» состоялась торжественная церемония памятного гашения конверта.
в Крыму, в Симеизе по инициативе начальника Всесоюзного авиационного объединения П. И. Баранова, организовали санаторий, впоследствии названный его именем[9][10]
Бюст П. И. Баранова в Нижнем Новгороде на улице Чаадаева (Московский район) напротив авиационно-технического колледжа
↑ 12Масленников Б. Г. Морская карта рассказывает / Под ред. Н. И. Смирнова. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Воениздат, 1986. — С. 33 — 35 000 экз.
↑Мария Петрова, Андрей Карагодин.Имение Д. А. и Н. М. Милютиных (неопр.). Симеиз: путеводитель по старым дачам. Дата обращения: 5 декабря 2022. Архивировано 5 декабря 2022 года.
↑Петрова Мария Михайловна. Симеиз: путешествие по старым дачам. — Симферополь: Сонат, 2006. — 175 с. — (Новый Крымский путеводитель). — ISBN 966-8111-65-6.
Начальник Военных Воздушных сил РККА и член Реввоенсовета СССР. Пётр Ионович Баранов (биографическая справка) // Вестник Воздушного Флота. — Москва, 1925. — № 2. — С. 9.
Глуховский С. Когда вырастали крылья. — М.: Воениздат, 1965. — 160 с. — 65 000 экз. Литературная биография П. И. Баранова
Анри Барбюс и начальник ВВС СССР П. И. Баранов. 1928. фото из книги Шелест И. И. Лечу за мечтой: Повествование, навеянное хроникой Опытного аэродрома