Після закінчення учительських курсів у Богодухові працював учителем суспільствознавства і української мови в школі села Кленове Богодухівського району, директором дитячого будинку міста Лебедина. Був курсантом військової школи РСЧА.
З 1937 року — на комсомольській роботі: завідувач відділу пропаганди, 1-й секретар Лебединського районного комітету ЛКСМУ Харківської області. У 1939 році — секретар Сумського обласного комітету ЛКСМУ. Член ВКП(б) з 1939 року.
З 1943 року — знову на комсомольській роботі: у 1943 — вересні 1946 року — 1-й секретар Київського обласного комітету ЛКСМУ та 1-й секретар Київського міського комітету ЛКСМУ. У вересні 1946 — 10 жовтня 1947 року — 2-й секретар ЦК ЛКСМУ.
У 1948 році закінчив історичний факультет Київського університету ім. Т. Шевченка, історик. Також закінчив Вищу партійну школу при ЦК ВКП(б), Академію суспільних наук при ЦК ВКП(б) (1951). Захистив кандидатську дисертацію за темою «Комсомольське підпілля України в боротьбі проти гітлерівських загарбників у роки Великої Вітчизняної війни», а 1968 докторську дисертацію за темою — «Український народ в боротьбі проти гітлерівських загарбників в роки Великої Вітчизняної війни (1941—1945 рр.)».
У 1951 — вересні 1952 року — завідувач відділу науки і вищих навчальних закладів Київського обласного комітету КП(б)У, у вересні 1952 — 4 лютого 1961 року — секретар Київського обласного комітету КПУ.
У 1960 — березні 1961 року — завідувач відділу пропаганди і агітації ЦК КПУ.
10 березня 1961 — 3 квітня 1978 року — заступник голови Ради Міністрів Української РСР, займався питаннями культури, освіти, охорони здоров'я.
Делегат XXII з'їзду КПРС. Був заступником голови створеного за ініціативою М. С. Хрущова Всесоюзного оргкомітету з підготовки до сторіччя з дня смерті та 150-річчю від дня народження Т. Г. Шевченка (1961 та 1964 рр. відповідно). В кінці 1965 року був главою делегації України на 20-й сесії Генеральної асамблеї ООН в Нью-Йорку, особисто вручив тодішньому (1961—1971) Генеральному секретареві ООНУ Тану медаль від СРСР та ювілейне видання творів Тараса Шевченка. Очолював українську урядову делегацію на Всесвітній виставці «ЕКСПО-67» у Монреалі. Керував роботами з відзначення 250-річчя від дня народження Григорія Сковороди в 1972 р., ювілеїв Лесі України, Івана Франка, Леся Мартовича та ін. Депутат ВР УРСР дев'яти скликань.
У березні 1978 обраний академіком і віце-президентом Академії наук УРСР. Президія АН УРСР у березні 1979 р. прийняла постанову про створення в Інституті історії відділу історико-краєзнавчих досліджень, який очолив П. Т. Тронько. Велике методологічне значення для подальшої активізації краєзнавчих досліджень мали підготовлені у відділі праці: «Історичне краєзнавство в Українській РСР», «Основні підсумки і подальші завдання історико-краєзнавчих досліджень», «Деякі питання розвитку історичного краєзнавства в Українській РСР» та ін. Працював з Дмитром Лихачовим під час підготовки та проведення IX Світового конгресу славістів, що проходив в Києві в 1984 році.
П. Т. Тронько був ідейним натхненником і головою Національної спілки краєзнавців України (1990—2011 рр.). Не в останню чергу, завдяки невтомній праці Петра Тимофійовича, НСКУ стала однією з найвпливовіших національних творчих спілок в Україні.
Помер 12 вересня 2011 року в місті Києві. Похований на Байковому кладовищі (ділянка № 6).
Праці
Автор/співававтор понад 600 праць, зокрема 17 монографій. Серед них:
«Безсмертя юних. З історії боротьби комсомольского підпілля України в роки Великої Вітчизняної війни» (1957),
«В боях за Вітчизну (1941—1945 рр.)» (1959),
«Подвиг твоїх батьків» (1969),
«Народу сила незборима» (1969),
«Культура — всенародне надбання» (1977),
«Защищая советскую Родину» (1979),
«Летопись дружбы и братства» (1981),
«Киев социалистический» (1982),
«Краєзнавство у відродженні духовності та культури» (1994),
«З любов'ю до України» (1995),
«Тернистим шляхом до храму» (1999, співавт.),
«Історичне краєзнавство: крок у нове тисячоліття» (2000),
«Згадаймо всіх поіменно…» (2001),
«Що ми залишимо нащадкам?» (2008) та ін.
Упродовж 1950—1970-х рр. написав низку монографій, десятки брошур та статей. Був автором, керівником, членом редколегій кількох багатотомних праць, у тому числі таких, як «Історія Української РСР» у 8-ми томах, 10-ти книгах, «Історія Києва», «Українська РСР у Великій Вітчизняній війні Радянського Союзу 1941—1945 рр.» у 3-х томах, збірник документів «Київщина в роки Великої Вітчизняної війни», 3-томний збірник документів «Українська РСР у Великій Вітчизняній війні 1941—1945 рр.».
Під керівництвом П. Т. Тронька розпочалася робота з підготовки «Зводу пам'яток історії і культури України». За його редакцією вийшов каталог-довідник «Памятники истории и культуры УССР» обсягом понад 100 друкованих аркушів, а також довідник про пам'ятки Великої Вітчизняної війни «Навічно в пам'яті народній» (60 друк. арк.).
У 1992 р. очолив також Головну редколегію багатотомної науково-документальної серії книг «Реабілітовані історією». Повернення доброго імені безвинних жертв тоталітаризму, відновлення історичної правди П. Т. Тронько вважав одним із головних своїх обов'язків. Ідея викристалізувалася при дослідженні масових політичних репресій щодо членів Українського комітету краєзнавства. Ініціатором вивчення цього напряму став учень Петра Тимофійовича кандидат історичних наук Ю. З. Данилюк. На 2015 р., у рік 100-річчя П. Т. Тронька, символічно світ побачило 100 книг згаданої серії. І на цьому видання книг не завершується, а широко реалізовується в усіх областях України.
Більшість праць П. Т. Тронька останніх десятиліть має краєзнавчу тематику: «Краєзнавство у відродженні духовності та культури», «Історичне краєзнавство: крок у нове тисячоліття», «Історія міст і сіл України в контексті регіональних досліджень», «Українське краєзнавство в XX столітті: (До 75-річчя Всеукраїнської спілки краєзнавців)», «Краєзнавство України: здобутки і проблеми: (До III з'їзду Всеукраїнської спілки краєзнавців)», «Національна спілка краєзнавців України: сторінки історії».
Відзнаки, нагороди, премії
Звання Герой України з врученням ордена Держави (7 липня2000) — за визначні особисті заслуги перед Україною у розвитку науки, відродженні та збереженні історико-культурної спадщини українського народу[3]
Орден князя Ярослава Мудрого V ст. (23 серпня2005) — за значний особистий внесок у соціально-економічний, науковий та культурний розвиток України, вагомі трудові здобутки та активну громадську діяльність[4]
Орден Богдана Хмельницького II ст. (14 жовтня1999) — з нагоди 55-ї річниці визволення України від фашистських загарбників, за мужність і самовідданість, виявлені в боротьбі з фашизмом у роки Великої Вітчизняної війни 1941—1945 років[6]
Орден Богдана Хмельницького III ст. (4 грудня1997) — за активну участь у Великій Вітчизняній війні 1941—1945 років, багаторічну плідну наукову і громадську діяльність[7]
Зразок вірного служіння Батьківщині… // Збірник наукових праць на пошану П. Т. Тронька. Історія України, випуск 29. Київ: Інститут історії НАН України, 2005.
Універсальна енциклопедія «Черкащина». Упорядник Віктор Жадько. Київ, 2010. С. 1078—1079.
Пётр Тимофеевич Тронько: Биобиблиографический указатель. Київ: Наукова думка, 1986. 59 с. (рос.)
Він працював для майбутнього: до 100 річчя від дня народження П. Тронька (1915—2011) // Дати і події, 2015, друге півріччя: календар знамен. дат № 1 (5) / Нац. парлам. б-ка України.Київ, 2014. С. 15–20.
Петро Тимофійович Тронько / Г. М. Кривошея, Г. П. Семилєтка, Є. М. Скляренко. Київ: Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2012. 215 с.
Академік Петро Тронько — видатний оборонець національної спадщини: упорядники Оксана Повякель і Анатолій Сєрков. Київ: Пам'ятки України, 2021. ISBN 978-617-7548-05-7. 608 с.