Він з’явився на світ у містечку Городище (Смілі) Черкаського повіту Київської губернії в родині бідного сільського священника, хоча і належав до дворянського роду.
Бажаючи дати 12-річному синові богословську освіту, батько помістив його в Київську духовну академію, яка поряд із вищою освітою давала і нижчу.
У 1813 році Петро вийшов з Академії, закінчивши лише семінарський курс. Поселившись у Бердичеві, став викладати в приватних пансіонах, присвячуючи весь свій вільний час самоосвіті, а пізніше вступив учителем у будинок одного багатого поміщика. Вивчивши латинську і досконало володіючи французькою та польською мовами, він набув досить ґрунтовних знань, особливо в історичних і словесних науках.
У 1817 році Гулак-Артемовський поїхав до Харкова, який привернув його Імператорським університетом. Тут він вступив вільним слухачем на словесне відділення філософського факультету і разом із відвідуванням лекцій завдяки особливій увазі начальства став викладати студентам польську мову, а через рік у Харківському інституті шляхетних панянок — паралельно французьку.
У Харкові студентом Петро Гулак-Артемовський подружився з Григорієм Квіткою-Основ’яненком. У листі до Тараса Шевченка від 22 березня 1841 року з Харкова Квітка-Основ’яненко писав: «А що вже Гулак-Артемовський, коли знаєте, той дуже Вас улюбив за Кобзаря». Ця дружба пронесена до кінця, до того часу, як Григорій Квітка-Основ’яненко помер на руках Петра Гулака-Артемовського.
У 31 рік Петро Гулак-Артемовський став викладачем Харківського університету. А тепер, шановні, уявіть собі: перші 13 років Петро Петрович працював в університеті та в інституті шляхетних панянок... безплатно, тобто даром, і ще працював Гулак-Артемовський із повною віддачею — на добровільних засадах і з величезним натхненням.
На його лекції приходили всі охочі; місць не вистачало, тому слухали стоячи. А природжений лектор не читав із конспектів, а без пихи просто імпровізував прекрасною запашною мовою, ділився історичними, філологічними істинами так, що хотілося слухати з ранку до ночі.
Хоч попечителькою Харківського інституту шляхетних панянок була імператриця Марія Федорівна, викладач часом дозволяв собі прийти на лекції по-мужицьки неголеним, у простій свиті.
З 1841-го по 1849 рік Гулак-Артемовський був ректором Харківського університету. У 1855 році був обраний почесним членом Харківського університету.
Петро Петрович у Харківському університеті пропрацював понад чотири десятка літ, досягнув цивільного чину дійсного статського радника, що прирівнювалося до генеральського звання і давало положення потомственого російського дворянина.
Петро Петрович приятелював із Симиренками та Яхненками, зберігся до наших днів його лист до О. І. Хропаля. Він також знався з іншими багатьма відомими людьми свого часу, зокрема з великим польським поетом Адамом Міцкевичем. У 1839 році був переведений на посаду професора римського права Харківського університету молодший брат Адама Міцкевича — Олександр.
Крім того, Гулак-Артемовський належав до числа засновників «Українського журналу».
Початок поетичної діяльності Петра Петровича якраз і відноситься до цього часу. Перший твір письменника з’явився в 1819 році в «Українському Віснику». Це була гумористична розповідь у віршах «Пан та Собака».
До речі, цінна риса в особистості і літературній діяльності Гулака-Артемовського полягала в його співчутливому ставленні до жіночої освіти. У тому ж році в оповіданні «Солопій та Хівря» він обрушився на ворогів жіночої освіти в такій різкій формі:

Плюнь, серце, на того, хто тобі сказав,
Що буцім Бог жінкам волосся довге давши
За те, що розум їм укоротив чимало,
Те погань так верзла, школярство
так брехати...
Сьогодні «Солопій та Хівря» — бібліографічна рідкість. Розповідь у віршах «Тюхтій та Чванько» з’явилася з французьким епіграфом власного авторського твору. Крім того, перу Гулака-Артемовського належать: балада «Рибалка», байка «Батько та син», байка «Рибка», імітація Горація «до Пархома» і кілька од, перекладених з нього ж.
Вірш письменника сильний, виразний і гарний. Про його переклад із польської балади «Пан Твардовський» сам Міцкевич відгукувався з найбільшою похвалою. І, не шкодуючи свого авторського самолюбства, говорив, що малоросійський переклад вище оригіналу.
Гулак-Артемовський був рідкісним знавцем народного побуту і звичаїв і народною мовою володів досконало.
До речі, розповіді у віршах: «Пан та Собака», «Солопій та Хівря», «Тюхтій та Чванько» та й інші принесли йому велику популярність серед українців, особливо перший, в якому зображено свавілля пана по відношенню до кріпаків.
Незважаючи на те що вірші написані ямбом, не властивим українській народній поезії, вони дуже звучні. Посилаючи їх Квітці-Основ’яненку, Гулак-Артемовський прямо ставив запитання: «Доки ж буде нас зле панство зневажати?»
Взагалі і літературно, і особисто Петро Петрович мав помітний вплив на розвиток у 1830–1840-х роках української харківської школи вчених і письменників: Метлинського, Костомарова, Срезневського. Метлинський жив у його родині і користувався підтримкою при вступі до університету. Костомаров був його гостем.
Протест Гулака-Артемовського проти кріпацтва представляється одним із найбільш ранніх за часом, і він не залишився без впливу на наступних українських письменників. Зокрема, на того ж Квітку-Основ’яненка, який чуйно поставився до висловленого ще у 1818 році прохання: «Не дай загинуть нам, не дай з нас кепкувати».
На жаль, талант письменника, який яскраво спалахнув при створенні розповіді «Пан та Собака» (його, без перебільшення, знали у кожній родині), у наступних творах став слабшати.
Втім, поезію П. Гулака-Артемовського охоче друкував московський журнал «Вестник Европы» українською мовою. Петро Гулак-Артемовський попереджав: «Пишу на языке, почти забытом мною», на що московський редактор зауважив: «Дай Бог всякому такой забывчивости!» За один день, 1 грудня 1820 року автор утнув цикл байок-«приказок»: «Дурень і Розумний», «Цікавий і Мовчун», «Лікар і Здоров’я».
Петро Гулак-Артемовський віршем «До Любки» започаткував еротичну лірику, також він першим утнув вірш-пересторогу шанувальникам оковитої.
В останні роки Петро Петрович створив ряд ліричних медитацій в яскравому народнопісенному дусі («Не виглядай, матусенько...», «Текла річка невеличка» та інші).
Кращі твори письменника збагатили культуру українського художнього слова, внесли нові елементи до української поетики. Його було обрано членом кількох науково-літературних товариств, зокрема «Московського товариства аматорів російської словесності», «Королівського товариства друзів науки» у Варшаві.
Помер Петро Петрович Гулак-Артемовський 13 жовтня 1865 року.