Петр Кузьмич Козлов родился 15 октября 1863 г. в городке Духовщина Смоленской губернии в бедной многодетной семье. Его отец — Кузьма Егорович занимался перегонами скота с Украины в центральные губернии Российской Империи. Много лет спустя став путешественником, Пётр Кузьмич, вспоминая совместные походы с отцом, скажет, что именно с этого всё и началось: им овладела мечта побывать в дальних странах. В своей автобиографии Козлов отмечал: «Сколько себя помню, с отроческих лет мною владела одна мечта – о свободной страннической жизни в широких просторах пустынь, гор великого Азиатского материка».
Окончив городское шестиклассное училище в 1878 г., юноша устроился работать в контору местного винокуренного завода в посёлке Слобода (ныне г. Пржевальск, Смоленская обл.), неподалёку от имения Николая Михайловича Пржевальского — прославленного путешественника.
Благодаря счастливому случаю, Козлов познакомился с Пржевальским, только что вернувшимся из своей третьей Центрально азиатской экспедиции (1879-1880). Тот увидел в юном Петре Козлове родственную душу и предложил участвовать в своей новой экспедиции по Центральной Азии с посещением запретной в ту пору для европейцев Лхасы — столицы Тибета. Осенью 1882 г. Козлов переселился в дом Пржевальского и стал готовиться к путешествию. Поскольку Пржевальский формировал свой экспедиционный отряд исключительно из военных, Козлову пришлось поступить на военную службу — записаться вольноопределяющимся во 2-й Софийский пехотный полк в Москве (1883). В 19-летнем возрасте он отправился в своё первое путешествие по Центральной Азии – вместе с Пржевальским, которое продлилась с 1883 по 1885 гг.
Это первое путешествие было серьёзным испытанием для начинающего исследователя. Особенно трудной оказалась «зимняя экспедиция» на северное Тибетское нагорье, исполненная с большим напряжением физических сил. «Холода, бури, разряжённый воздух дали себя почувствовать даже нашим сильным организмам, вспоминал Петр Козлов. Только географические открытия большой важности – открытие новых колоссальных хребтов, озёр, которым по праву первого исследователя Пржевальский дал свои названия; удачные пополнения зоологических коллекций крупными формами млекопитающих, только сознание важности задачи облегчали все трудности и невзгоды и помогали обследовать значительный район, не посещённый до нас никем из европейцев». Козлов также впервые принял участие в настоящем боевом сражении, когда лагерь экспедиции подвергся нападению кочевников-тангутов. За проявленную отвагу Пржевальский наградил своего помощника Георгиевским крестом. Вспоминая об этом своём путешествии, Козлов напишет впоследствии в автобиографическом очерке: «С этого времени исследование Центральной Азии стало для меня той путеводной нитью, которой определялся весь ход моей дальнейшей жизни. Годы оседлой жизни на родине я посвящал усовершенствованию в естественных науках, этнографии и астрономии».
По возвращении из экспедиции, Козлов окончил пехотное юнкерское училище в Петербурге (1886–1887 гг.) и в дальнейшем был самым тесным образом связан с Петербургом, где находились Русское географическое общество (далее РГО) и Главный штаб, организаторы всех научных, географических экспедиций в Центральную и Среднюю Азию.
После смерти Пржевальского в 1888 г. Козлов участвовал ещё в двух путешествиях под руководством М.В. Певцова (1889 – 1890) и В.И. Роборовского (1893 – 1895).
По поручению РГО и Главного Штаба в 1905 г. Козлов совершил ещё одну очень важную поездку – в Ургу (современное название Улан-Батор), где встречался с 13-м Далай-ламой Тубтэном Гьяцо, бежавшим из своей поднебесной столицы в Монголию после вторжения в Тибет английской военной экспедиции Янгхазбенда. Козлову удалось завязать дружеские отношения с буддийским первосвященником, открыто искавшим покровительства царской России, и ему, в частности, принадлежала идея формирования «русского конвоя» при Далай-ламе для его сопровождения обратно в Лхасу. В случае осуществления этого проекта Козлов становился первым русским путешественником, побывавшим в «запретной Лхасе», однако российский МИД неожиданно отклонил этот проект по политическим соображения. Четыре года спустя Козлову удалось вновь встретиться с Далай-ламой – на этот раз в монастыре Гумбум в ходе Монголо-Сычуаньской экспедиции.
Позднее Петр Кузьмич Козлов возглавил три большие самостоятельные экспедиции – Монголо-Камскую (1899–1901), Монголо-Сычуаньскую (1907–1909) и Тибето-монгольскую (1923–1926). Эти путешествия принесли Козлову мировую известность и широкое международное признание. Путешественник был избран почётным членом географических обществ Голландии (1896) и Венгрии (1911), награждён большой золотой медалью Итальянского Географического Общества, медалью Основателя британского Королевского географического общества, одного из самых престижных в Европе (1911), и премией П.А. Чихачёва Французской академии наук (1913). Со своей стороны Русское географическое общество наградило Козлова серебряной медалью Н.М. Пржевальского за труды по изучению природы Центральной Азии, по результатам экспедиции М.В. Певцова (1891) и затем своей высшей наградой – Константиновской золотой медалью в 1902 г., вручённой ему по окончании Монголо-Камской экспедиции.
Петр Кузьмич Козлов был женат дважды. Первый раз — на Надежде Степановне Камыниной, от которой у него было двое детей — Владимир и Ольга. Второй раз Козлов женился в 1912 г. на Елизавете Владимировне Пушкарёвой, дочери петербургского врача Владимира Иосифовича Пушкарёва.
После женитьбы на Елизавете Владимировне Козлов окончательно перебрался в Петербург из Москвы. Молодые поселились в доме № 6 по Смольному проспекту, вблизи Смольного института, в небольшой трёхкомнатной квартире (кв. №18), рядом с квартирой родителей Елизаветы (кв. № 32). Позднее, в 1916 г. обе семьи объединились в просторной семикомнатной квартире Пушкарёвых, той самой, где размещается ныне музей Петра Кузьмича Козлова.
После революции Козлов активно занимался природоохранной деятельностью. В 1917 – 1919 гг. он исполнял должность правительственного комиссара по охране зоопарка-заповедника Аскания Нова в Херсонских степях на юге России. Заповедник был создан в конце XIX века Ф.Э. Фальц-Фейном в собственном имении для сохранения вымирающих видов редких животных. В 1899 г. сюда, благодаря содействию Козлова, были доставлены из Джунгарских степей несколько особей дикой «лошади Пржевальского» (Equus Przrwalskii) для их разведения в неволе. В настоящее время таких лошадей можно увидеть, помимо Аскании-Нова, в зоопарках Москвы и Берлина и в национальном парке Хустайн-Нуруу в Монголии.
Последняя экспедиция Козлова в Монголию (Монголо-Тибетская) состоялась в 1923 – 1926 гг., на средства и при активной поддержке государства. Это была первая советская экспедиция в Монголию, положившая начало советско-монгольскому научному сотрудничеству. Участие в ней приняла и жена путешественника, начинающий орнитолог — Елизавета Владимировна Пушкарева.
В 1927 г., вскоре после окончания Монгольской экспедиции, несмотря на преклонный возраст, Козлов стал готовиться к новому путешествию – снова в Тибет, к истокам Голубой реки Янцзы, чтобы стереть «последнее белое пятно» на карте Азии. Отправиться в этот затерянный горный мир он собирался необычным способом – на двух аэропланах. Этим планам, однако, не суждено было осуществиться. В начале зимы 1935 г. Козлов тяжело заболел, летом его поместили в санаторий в Старом Петергофе, где он и скончался от сердечного приступа несколько месяцев спустя — 26 сентября 1935 г. Похоронили знаменитого путешественника на Смоленском лютеранском кладбище, на участке отведённым для погребения выдающихся деятелей советской науки.
