Petru al II-lea Alekseievici s-a născut la Sankt Petersburg pe 23 octombrie 1715, mama lui fiind Charlotte Christine de Brunswick-Lüneburg, o prințesă crescută la curtea regelui polonez August al II-lea care a murit la scurt timp după nașterea micuțului. Tatăl, Alexei Petrovici, a fost fiul cel mare al țarului Petru I al Rusiei.
Alexei a murit și el în 1718, când copilul avea trei ani, iar sora sa, Natalia, patru ani, iar bunicul micului Petru nu s-a arătat deloc interesat de educația lor pentru că țarul îl bănuia de trădare pe fiul decedat, așa că și-a ignorat nepoții orfani. Guvernantă a copiilor a fost numită soția unui croitor de la curtea imperială, iar când Petru cel Mare a murit, în 1725, a fost succedat de cea de-a doua sa soție, Ecaterina I, dar și ea i-a tratat la fel de rece pe cei mici.
Totuși, la insistențele amiralului Menșikov, lui Petru al II-lea i s-a oferit un profesor foarte apreciat, contele Ostermann, care i-a dat lecții de istorie, geografie, matematică și limbi străine. Mai târziu, țarina și-a dat consimțământul pentru logodna micului Petru cu fiica lui Menșikov, Maria.
Când și Ecaterina, bunica vitregă, a murit în 1727, nobilii de la curtea imperială au căzut de acord că singurul nepot de sex masculin al lui Petru cel Mare va trebui să devină noul țar al Rusiei.
Petru al II-lea, care avea doar 13 ani, a preluat tronul, iar una dintre primele sale măsuri a fost să o elibereze din închisoare pe bunica naturală, Evdokia, mama tatălui său decedat. Bătrâna fusese exilată într-o mănăstire din Ladoga, apoi în fortăreața Shlisselburg, lângă Sankt Petersburg. După eliberare, i s-a permis să-și organizeze propria curte la Mănăstirea Novodevici.
Curând Petru a intrat sub influența unei facțiuni ce era condusă de prințul Alexei Dolgorukov, iar aceasta l-a determinat pe copilul-țar să-l exileze pe Menșikov, sfătuitorul fostei țarine, și pe familia acestuia în Siberia.
Intrat sub influența lui Dolgorukov, tânărul își petrecea timpul chefuind, jucând cărți și bucurându-se de compania femeilor care gravitau în jurul curții imperiale. În scurt timp a devenit dependent de alcool, era complet dezinteresat de situația imperiului, iar în acel timp Rusia se afla într-o criză financiară profundă.
Încoronarea lui Petru al II-lea a avut loc la Moscova, pe 9 ianuarie 1728, într-o ceremonie fastuoasă organizată de prințul Dolgorukov. Acesta l-a convins pe țar să se logodească cu Ecaterina, fiica lui, o tânără în vârstă de 18 ani, care a primit titlul „Excelența Sa Mireasă Imperială”, gândindu-se că, dincolo de influența pe care o exercita asupra lui, ar trebui să existe și o legătură de sânge.
La sfârșitul lui decembrie 1729, Petru al II-lea s-a îmbolnăvit grav și, la scurt timp după ce a participat la ceremoniile organizate pentru Ziua Bobotezei, în ianuarie 1730, medicii l-au diagnosticat cu variolă. Familia Dolgorukov a încercat să-l determine pe tânărul aflat pe patul de moarte să semneze un testament prin care să-și numească logodnica moștenitore, dar, în cele din urmă, prințului Dolorukov nu i s-a permis accesul în apartamentul muribundului.
Petru al II-lea era deja inconștient și, în delirul său, a ordonat să-i fie pregătiți caii pentru a merge să o vadă pe sora sa, Natalia, care era decedată la acel moment. Câteva minute mai târziu a murit, chiar în ziua în care era plănuită nunta cu Ecaterina Dolgorukova, fiind înmormântat în Catedrala Arhanghelului aflată la Kremlin.
Țarul avea doar 14 ani și, odată cu moartea lui, linia masculină a dinastiei Romanov s-a stins. Petru a fost succedat de Anna Ivanovna, o nepoată de frate a bunicului său, țarul Petru cel Mare.
