Пётр Николаевич Мамонов родился в Москве на Большом Каретном 14 апреля 1951 года. Ярко выраженными артистическими способностями обладал ещё в детстве — был отчислен из двух средних школ за то, что «устраивал цирк». В июне 1970 года сыграл в абсурдистском моноспектакле «„Левис“, он и есть „левис“ — ко́ттон посолидней» — спектакль прошел на задней площадке троллейбуса 5-го маршрута от «Психодрома № 2» до Савёловского вокзала.
Музыкой начал интересоваться ещё в 1960-е годы, вместе со школьными друзьями он основал группу «Экспресс», в которой сам играл на гитаре. Этот коллектив неоднократно выступал на школьных вечерах и домашних концертах, однако серьёзные занятия музыкой начались для Петра…
только в 1981 году, после знакомства с околомузыкальным деятелем Александром Липницким. Образовавшиеся «Звуки Му» не очень хорошо владели инструментами, поэтому стараясь компенсировать этот недостаток, Мамонов и Липницкий постоянно экспериментировали, используя во время выступлений кухонную утварь, спинки стульев и прочий нестандартный для музыкальных групп инвентарь. Период становления группы длился несколько лет. В 1984 году случился первый концерт на небольшом фестивале. Отыгранной программе сопутствовал успех; с тех пор группа получила некоторую известность и стала приглашаться на другие московские музыкальные мероприятия. Следующее «судьбоносное» выступление состоялось осенью 1985 года на прослушивании команд будущей рок-лаборатории, и с этого момента «Звуки Му» получили официальный статус и возможность гастролировать по другим городам Советского Союза.
Попытки запись студийных альбомов, по разным причинам – алкоголь, хаотичный поиск нужного звучания и т.п., долгие годы не давали никаких результатов. Лишь в 1988 году (спустя 7 лет после образования группы) вышел дебютный альбом «Простые вещи». В конце 1980-х была предпринята попытка продвижения группы на Запад, которая не принесла должного результата. Вскоре группа распалась. Пётр Мамонов в начале 90-х занимался сторонними музыкальными проектами, периодически собирались новые составы группы «Звуки Му».
В конце 1990-х годов состав группы «Звуки Му» сократился практически до одного человека, Петра Мамонова. Музыка стала ещё более экспериментальной и минималистичной. Группа перестала действовать как группа, а название «Звуки Му» стало, по сути дела, названием сольного проекта Мамонова.
Жанровая направленность группы не поддаётся точному определению, в их музыке присутствуют элементы пост-панка, электропопа, новой волны. Мелодика предельно скупа: почти все напевы опираются на одну ритмо-интонационную формулу — тоническую терцию минора, однако лаконизм мелоса компенсируется тембром голоса, богатейшим «видеорядом» сценического исполнения и нетрадиционными аранжировками (смесь причудливости и оригинального примитива). Все композиции отличает нетипичная драматургия: куплетная форма словно взрывается изнутри резким динамическим контрастом — либо на грани припева, либо в одной из строф.
Каждая песня представляет собой своеобразный спектакль, герой которого — личность, стоящая на «обочине жизни», вдали от привилегий нуворишей политики и искусства. Сценический образ Мамонова — это юродивый, «городской сумасшедший», жестикуляцией, телодвижениями и приплясываниями напоминающий шута. Как отмечалось в первой энциклопедии советского рока, в традициях древнерусской смеховой культуры Мамонов демонстрирует обществу изнанку человеческой жизни.
Помимо музыкальной и поэтической деятельности, Пётр Мамонов также известен как актёр театра и кино. В совершенстве владел английским и норвежским языками, его переводы публиковались во многих поэтических антологиях.
С 1995 года проживал в деревне Ефаново под Вереей Наро-Фоминского района Московской области.
После распада группы «Звуков Му» Пётр Мамонов находился в состоянии глубокой депрессии, не видел смысла жизни, ничего не хотел делать. «У меня был полный крах жизни. Я упёрся рогом в сорок пять лет, когда у меня и бабки были, и слава, и дети, и жена хорошая. А жить мне стало незачем». Выход из сложившейся тяжёлой ситуации нашёлся в православном христианстве: «Стал думать, для чего вообще жить, для чего мне эти отпущенные семьдесят — или сколько там — лет жизни. А прапрадед мой был протоиереем собора Василия Блаженного. Дай, думаю, куплю молитвословчик, посмотрю, о чём они там молятся». С тех пор он занялся самосовершенствованием в православии, стал регулярно посещать местную церковь, исповедоваться и молиться.
Занимался театральными проектами (спектакли «Есть ли жизнь на Марсе?», «Шоколадный Пушкин» и т.д.).
В 2006 году снялся в новом фильме Лунгина «Остров», где сыграл старца-целителя Анатолия — юродивого монаха, который в юности во время войны расстрелял друга и уже много лет в монастыре пытается отмолить грехи. Сначала артист не хотел соглашаться на роль, считая себя недостойным изображать святого, но, посовещавшись с духовником, всё-таки дал согласие. На роли других персонажей были приглашены такие известные актёры, как Виктор Сухоруков и Дмитрий Дюжев, однако именно Мамонов, сочетая эпатажность и духовность, «взорвал картину изнутри», по задумке режиссёра с успехом совместил свою религиозность последних лет с врождённой артистической эксцентрикой. «Мамонов не столько отца Анатолия играл, сколько самого себя. — вспоминал Лунгин. — Когда мы снимали молитву, это был крайне интимный момент. Это не игра была — Пётр молился так, как молится ежедневно». Впервые «Остров» показали на Международном фестивале православного кино и телепрограмм «Радонеж», где его признали лучшим христианским фильмом года. Все члены съёмочной группы побывали на приёме у патриарха Алексия II, Мамонов сказал патриарху, что если в результате просмотра фильма хотя бы один человек из десяти тысяч пойдёт в храм, «значит, мы выполнили свою задачу».
На волне успеха Лунгин позвал артиста в следующий свой фильм «Царь», сыграть роль Ивана IV Грозного, находившегося в противоречиях между жестокой тиранией и верой в Бога. По сюжету духовный человек митрополит Филипп II в исполнении Олега Янковского выступает против бездуховности и бесчеловечности власти, безрезультатно пытается спасти умирающую душу государя. Подобная идея пришла к режиссёру ещё во время создания «Острова», именно тогда он увидел в Мамонове «зерно, которое может стать ключом к этому образу». Однако, несмотря на большой бюджет и привлечение многих знаменитостей, картина уже не имела такого громкого успеха: получила в основном сдержанные рецензии и не отличилась разнообразием кинонаград. Некоторые кинокритики сошлись во мнении, что Мамонов на самом деле плохо подходит на роль царя, вместо грозного самодержца у него получился скорее не очень страшный юродивый, пакостный мелкий бес. «Образ царя у меня не вышел. Мелковат я для русского царя».
Начиная с 2008 года, Мамонов издаёт сборники своих поэтических афоризмов «Закорючки», короткие изречения на религиозную тему, определённым образом связанные с духовными поисками автора — всего вышло пять томов.
Продолжал заниматься творческой деятельностью.
24 августа 2019 года был госпитализирован с диагнозом «инфаркт миокарда», после чего ему с интервалом в две с половиной недели были сделаны две успешные операции на сердце. 12 ноября 2019 года возобновил концертную деятельность творческой встречей в Санкт-Петербурге.
В конце июня 2021 года был госпитализирован в Городскую клиническую больницу № 40 («Коммунарка») в очень тяжёлом состоянии вследствие с коронавирусной инфекции.
Скончался 15 июля 2021 года на 71-м году жизни.
