семье офицера-воспитателя кадетского корпуса Николая Фёдоровича Нестерова (1863—1890). После неожиданной
смерти отца материальное положение семьи сильно ухудшилось. Его мать, Маргарита Викторовна, не имея средств на оплату жилья, была вынуждена переехать вместе с четырьмя детьми во Вдовий дом. 26 августа [7 сентября] 1897 года Нестеров поступил в Нижегородский кадетский корпус, где в своё время его отец занимал должность воспитателя. В 1904 году Нестеров закончил корпус.После окончания корпуса Пётр Николаевич в числе шести лучших выпускников был направлен в Михайловское артиллерийское училище. В 1906 году, отлично выдержав выпускные экзамены, Нестеров, произведённый в подпоручики, попал по распределению в 9-ю Восточно-Сибирскую стрелковую артиллерийскую бригаду, служил во Владивостоке, где лично разработал правила корректирования стрельбы из аэростата.