Asıl adı Karl Peter Ulrich'dir. III. Petro, 21 Şubat 1728 tarihinde Kiel, Holstein-Gottorp'da doğdu. I. Petro'nun (Büyük Petro) kızlarından Anna ile Holstein-Gottorp dükü Karl Friedrich'in oğludur. Teyzesi Yelizaveta'nın çariçe olmasından kısa bir süre sonra Rusya'ya getirildi. Adı değiştirilerek Rus Ortodoks Kilisesi'ne kabul edildi ve Rus tahtının varisi ilan edildi. 21 Ağustos 1745 tarihinde, Anhalt-Zerbst'in prensesi olan ve sonradan Yekaterina Alekseyevna adını alan Sophie Frederike Auguste ile evlendi.
Yelizaveta'nın yerine geçtikten sonra onun izlediği dış politikayı terk eden Petro, Prusya ile barış yaparak Yedi Yıl Savaşı'ndan çekildi. Prusya ile ittifak kurarak Holstein'ın Schleswig'i ele geçirmesine yardım etmek için Danimarka'ya karşı savaş hazırlıklarına girişti. Ayrıca, Rus Ortodoks Kilisesi'ne Lutherci uygulamaları zorla benimsetmeye çalıştı.
Daha sonra imparatorluk muhafızlarının yükümlülüklerini artırarak onları karşısına aldı. Bütün bu uygulamalar halkı ve saray çevrelerini kendisinden uzaklaştırdı. Soyluların devlete hizmet etme yükümlülüğünü kaldırması bile bu durumu değiştirmedi.
Sonunda çarın kendisinden boşanmayı planladığından şüphelenen Yekaterina, sevgilisi Grigori Grigoryeviç Orlov ve bazı imparatorluk muhafızlarıyla iş birliği yaparak Petro'yu tahttan indirdi.
9 Temmuz 1762'de muhafızlar, senato ve kilisenin de onayıyla II. Yekaterina adıyla tahta çıktı. Petersburg yakınlarında Oranienbaum'daki konutunda bulunan Petro, Ropşa köyünde Aleksey Grigoryeviç Orlov'un gözetimi altındayken 18 Temmuz 1762 tarihinde öldürüldü.