Русский. Рабочий. Образование: начальное. В РККА с 1918 года.
Военное образование: Командные пехотные курсы в 1922 году, Артиллерийское отделение Киевской объединённой школы командиров в 1926 году, Военная академия механизации и моторизации РККА им. Сталина (ВАММ) в 1937 году, занимал должность командира роты слушателей Военной академии.
Член ВКПб с 1925 года. Участник гражданской войны в Испании в 1936—1937 годах. Служил заместителем командира интернационального танкового полка по строевой части (комиссаром полка-?). Был командиром 2-го сводного танкового полка. Полк находился в подчинении 12-й интернациональной бригады, которой командовал генерал Лукач (Матэ Залка). В сражении под Сарагосой получил двойное ранение.
Как это произошло, вспоминает подполковник Рюмик М. Е., который в Испании был водителем танка:
«В одном из танковых сражений под Сарагосой 23 февраля 1937 года мой танк БТ-7 был повреждён снарядом противника. Командир полка полковник Фотченко П. С., который находился в нашем танке, был ранен в лицо и обе руки. Я и командир башни Александр Кущёв оказали ему первую медицинскую помощь, затем устранили повреждение танка и продолжили бой.
Командир полка, будучи тяжело ранен, приказал нам выполнить поставленную ранее задачу — прорвать вражеское кольцо и выручить наших болгарских братьев по оружию, попавших в беду. Кольцо было прорвано, и 15 болгарских танкистов были спасены. Но наш танк фашисты всё-таки подожгли. Командир башни был убит сразу, а командира полка мне с трудом удалось спасти, вытащив из горящего танка и укрыв в одной из воронок.
За спасение командира полка и 15 болгарских танкистов я был представлен к награждению орденом Красного Знамени».
— М. Рюмик. Желание выжить. — С. 17.
Полковник П. Фотченко ставит боевую задачу командирам-связистам. 6 июля 1941 г.
Участник Великой Отечественной войны с июня 1941 года. В первые два дня войны 8-я танковая дивизия вместе со всем 4-м механизированным корпусом сражалась районе Яворов — Немиров, где в ходе стычек с немецкой пехотой было потеряно 19 танков Т-34. Про потери других типов танков в докладе командира дивизии Фотченкова ничего не сказано, но в оперативное подчинение командира 15-го механизированного корпуса дивизия поступила, имея на вооружении 65 танков.
Во время боя 28 июня в районе Топорув — Лопатин 8-я танковая дивизия потеряла ещё 12 танков. После этого отошла и приняла участие в многодневном сражении у Бердичева.
Командир 12-й танковой дивизии — полковник Фотченко Пётр Семёнович
В конце июля — начале августа 1941 года оказался в окружении, в так называемом Уманскомкотле, под командой полковника Фотченко П. С. оставалось 4 танка.
Воевавший под командованием П. Фотченко Д. Корнев писал:
«Он для меня остался неумирающим и непобежденным. Взгляд зоркий, и ласковый, и требовательный. В моей памяти он как комиссар Фурманов или герой Щорс из гражданской войны».
Трагична судьба пламенного комдива. В официальных источниках (архив Министерства обороны СССР) зафиксировано, что Фотченков попал в плен. Правда, нет сведений о том, что кто-либо видел его в плену. Не числится он и в немецких списках военнопленных. Немногие оставшиеся в живых ветераны, сражавшиеся рядом с Фотченко в Зелёной браме, утверждают, что он погиб при первой попытке вывести из окружения штаб группы Понеделина. Об этом рассказывал мне, в частности, генерал Я. И. Тонконогов, писали очевидцы.
Легенда утверждает, что последний танк, за фрикционами которого находился комдив-8, кавалер орденов Ленина и Красной Звезды, комиссар интербригады в Испании, рухнул в воды Синюхи и ушел на дно. Может быть, танк ещё будет обнаружен и поднят: река глубокая, исследование дна не производилось.
— Е. Долматовский. Зелёная брама. — С. 102—104.
Данные о пленении Фотченко были отменены в 1946 году приказом ГУК НКО от 16 марта 1946 года за № 0675. Место захоронения П. Фотченко в настоящее время — неизвестно.
Великая Отечественная. Комдивы [Текст] : военный биографический словарь : в 5 т. / Д. А. Цапаев (рук.) и др. ; под общ. ред. В. П. Горемыкина. — М. : Кучково поле, 2011. — Т. 1. — С. 655—657. — 736 с. — 200 экз. — ISBN 978-5-9950-0189-8.
Долматовский Е. А. Зелёная брама: Документальная легенда об одном из первых сражений Великой Отечественной войны. — Москва : Политиздат, 1989. — 319 с. — ISBN 5-250-00605-1.
Рюмик М. Е. Желание выжить : Воспоминания ветерана трёх войн. — [б. м.] Издательские решения, 2016. — 176 с. — ISBN 978-5-4474-8564-1.