Родился в семье сел. церковнослужителя. В 1874 окончил духовное училище в Липецке и поступил в Тамбов. духовную семинарию. Однако духовной карьере предпочел занятие естеств. науками и в 1878 поступил на естеств. отд-ние физ.-мат. фак. Петерб. ун-та. Окончил ун-т в 1882 со званием канд. и с 1883 начал служить в ун-те хранителем минерал. кабинета. Ученик и ближайший сотр. В. В. Докучаева. В 1889 защитил в ун-те дис. "Железные руды центральной части Европейской России" на степень магистра минералогии и геогнозии и в том же году в кач-ве приват-доц. начал чтение спецкурса по хим. минералогии. В 1896 защитил докт. дис. "Каолинитовые образования южной России" и был избран экстраорд. проф. каф. минералогии и кристаллографии; в последующем орд., а с 1914 — заслуж. проф. этой каф., к-рой заведовал до 1926. Кроме ун-та преподавал и заведовал каф. минералогии также в Ин-те гражд. инж., Технол., в Жен. (впоследствии 1-м Ленингр.) мед. ин-те, на Фребелевских пед. курсах.
С момента окончания ун-та — участник мн. экспедиц. работ в разл. р-нах страны. В 1882—86 и в 1888—90 участвовал в экспедициях В. В. Докучаева по изучению почв ряда губ. России, в 1886—88 по заданию Петерб. о-ва естествоиспытателей и Рус. минерал. о-ва обследовал железнорудные месторождения сред. части Европ. России, в 1890—96 во мн. губ. проводил почвен. иссл., изучал месторождения глин и гончарно-керамические промыслы. В 1899 принимал участие в экспедиции Д. И. Менделеева на Урале с целью изучения урал. железоделательной пром-сти и месторождений желез. руд. Экспед. поездки совершал и в послед. годы.
С 1915 З. сотрудничал в работах КЕПС при АН, руководил здесь отд. глиняных материалов.
До революции был награжден орденами Станислава 2-й и 3-й степени, Анны 2-й и 3-й степени, Владимира 4-й степени.
23 янв. 1919 зачислен начинающим науч. сотр. ПБ. 23 марта избран на должность ст. пом. б-ря, а 3 мая — зав. Отд-нием естеств. наук. Помимо текущей библ. работы по Отд-нию занимался сост. сист. каталога чит. зала по разд.: геология, минералогия, кристаллография. 23 июня 1919 Малый К-т Б-ки удовлетворил прошение З. об увольнении от занимаемой должности, оставив на службе в Б-ке "без содержания". Практически участия в работе Отд-ния он в дальнейшем не принимал вследствие загруженности в др. учреждениях.
В 1919, продолжая преп-ние в ун-те, З. организовал и был первым дир. Гос. иссл. керамич. ин-та; с 1925 заведовал его науч. отд. Одновременно, в 1925, организовал Грунтовую лабораторию в Центр. н.-и. дорож. бюро (впоследствии НИИ) при Упр. мест. транспорта и руководил ею до 1930. В 1926—34 был науч. сотр. Почвен. ин-та АН СССР, где создал минерал. лабораторию, к-рую возглавлял до переезда ин-та в Москву.
Занимаясь иссл. и науч.-орг. работой в разл. учреждениях, З. продолжал преп-ние в ун-те. Здесь в 1930 он организовал первую в стране каф. грунтоведения, заведовал ею до 1934, когда перешел на должность проф., оставаясь на ней вплоть до своей смерти.
З.— авт. б. 200 науч. работ. Его науч. творчеству присущи многообразие и разносторонность. Тр. З. охватывают вопросы геологии, минералогии, полезных ископаемых. Будучи учеником и последователем "отца русского почвоведения" В. В. Докучаева, он долгие годы продолжал заниматься почвоведением. Своими многолет. иссл. заложил основы новой отрасли геологии — глиноведения. Он выступил и как один из создателей грунтоведения. А цикл его работ по кристаллографии "Этюды по кристаллогенезису" (1909—14) отмечен АН присуждением премии им. М. П. Ахматова.
Помимо отд. вышедших кн., З. принадлежат многочисл. публ. в "Зап.", "Изв.", "Докл." АН, в "Трудах" Петерб. о-ва естествоиспытателей, Гос. иссл. керамич. ин-та, Геол. к-та, Всесоюз. ин-та огнеупоров, Почвен. ин-та, "Зап." Рус. минерал. о-ва, Рус. техн. о-ва, в "Материалах КЕПС", в журн. "Керамика и стекло", "Техн.-экон. вест.", "Ztschr. fur Krystallographie", в тр. разл. экспедиций, в изд. под ред. Д. И. Менделеева кн. "Уральская железная промышленность" и др. С 1893 он — пост. сотр. "Энц. слов." Брокгауза и Ефрона, где ему принадлежит ок. 80 ст., а также с 1913 — в НЭС, где, помимо публ. ст., он состоял ред. подотд. "минералогия". Его учебники по минералогии и кристаллографии выдержали несколько изд. С 1902 вплоть до 1907 З. являлся ред. почти всех вып. основ. В. В. Докучаевым изд. "Материалы по изучению рус. почв" (вып. 14—19, 20, 21, 23—27).
В янв. 1928 З. избран чл.-кор. АН СССР по разряду физ. (минералогия) отд-ния физ.-мат. наук. Был чл. Петерб. (Ленингр.) о-ва естествоиспытателей, Минерал. о-ва, Междунар. о-ва почвоведов. Участник съездов рус. естествоиспытателей и врачей, Междунар. геол. конгр. (в Вене).
Погиб в блокадном Ленинграде от истощения.
Соч.: Ардатовский уезд. СПб., 1884; Лукояновский уезд. СПб., 1884 (совм. с В. В. Докучаевым); Балахнинский уезд. СПб., 1886; Зеньковский уезд. СПб., 1891; Пады. Имение Василия Ивановича Нарышкина: Естеств.-ист. очерк. СПб., 1894 (совм. с А. А. Силатьевым и В. А. Траншелем); Каолинитовые образования южной России (Каолин, фарфоровые, фаянсовые и др. глины). СПб., 1896; Сокращенный курс кристаллографии. СПб., 1899 (5-е изд. 1921); Отчет о геологических и почвенных исследованиях, произведенных в Боровичском уезде Новгородской губ. в 1895 г. СПб., 1899; Гончарные глины и каолинитовые образования Киевской губ. СПб., 1900; Старобельский уезд Харьковской губ. в геологическом, геогидрологическом и почвенном отношении. СПб., 1900; Учебник минералогии: Описательная минералогия. СПб., 1902 (2-е изд. 1910); Краткое руководство к физическому и химическому анализу почв. СПб., 1902 (совм. с Н. П. Адамовым); Отчет о состоянии и деятельности Императорского С.-Петербургского университета за 1903 год. СПб., 1904; Учебник минералогии. Общая часть. (Химия минералов. Генезис и способы залегания. Физика минерала). СПб., 1906; Отчет по исследованию геологии и почв в Брянском лесном массиве. СПб., 1907; Поглотительные свойства русских глин. Часть экспериментальная. Пб., 1919; Высоковольтные фарфоровые изоляторы. Л., 1924; Огнеупорные глины окрестностей ст. Латной Киево-Воронежской жел. дор. М., 1927; Глины: их физические, химические и технические свойства. I. Пластичность. М., 1927; Методы и указания по исследованию грунтов для дорожного дела. Л., 1928 (совм. с В. В. Охотиным и др.); Клинкер в СССР. М., 1929; Выращивание полевых шпатов в связи с почвообразованием. Л., 1933; Глины СССР. Общая часть. М.; Л., 1935.
Библиогр.: Вернадский В., Ферсман А., Карпинский А. Записки об ученых трудах проф. П. А. Земятченского // Изв. АН СССР. Сер. 7. Отд-ние физ.-мат. наук. 1928. № 8/10.
Справ.: БСЭ; НЭС; Брокгауз; Рус. энц.; АН СССР: Перс. состав; Биогр. слов. проф. СПб. ун-та; Биографический словарь профессоров 1-го Ленинградского, бывшего Женского, медицинского института им. акад. И. П. Павлова за 50 лет, 1897—1947. Л., 1947; Биографический словарь деятелей естествознания и техники. М., 1958; Науч. раб. Л-да; Книга памяти Ленинградского—С.-Петербургского ун-та, 1941—1945. СПб., 1995; Мелуа А. И. Инженеры Санкт-Петербурга. 2-е изд. СПб.; М., 1997.
Лит.: Кузнецов С. С. Петр Андреевич Земятченский // Вест. ЛГУ. 1948. № 10; Кирикова Н. Н. Петр Андреевич Земятченский (1856—1942). Л., 1949 (библиогр.); Тихомиров В. В., Софинов Т. А. 100 лет со дня рождения Петра Андреевича Земятченского // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1956. № 1; Кузнецов С. С. Отечественные геологи. М., 1958; Лысенко М. П. Роль и значение П. А. Земятченского в становлении и развитии грунтоведения // Вест. ЛГУ. 1958. № 18. Сер. геол. и геогр., вып. 3; Смирнова Н. В. Петр Андреевич Земятченский. М., 1960 (библиогр.).
Некр.: Изв. АН СССР. Сер. геол. 1943. № 1; Почвоведение. 1944. № 1.
Арх.: Арх. РНБ. Пр. и расп. 1917—25; ЦГАЛИ СПб. Ф. 97, оп. 1, д. 63, 64, 72.
Иконогр.: Кирикова Н. Н. Указ. соч.; Смирнова Н. В. Указ. соч.; АН СССР: Перс. состав.
Л. А. Шилов