Роден е на 14 август 1868 година во с. Богомола, Велешко. По школувањето во родното село, Велес и Солун, каде бил меѓу исклучените ученици од Солунската егзархиска гимназија, се префрлиле во Белград, но оттаму, како и Даме Груев, се вратил назад и студирал во Софија каде дипломирал филологија на Софискиот универзитет. Во 1893 година, како професор во Солунската машка гимназија, учествувал во создавањето на МРО и станал член на нејзиниот прв ЦК. Тој бил задолжен да го состави и првиот Устав на Организацијата (кој не е зачуван). Во 1895/1896 година учителствува во Прилеп, а наредната 1896/1897 година во Штип.

За време на Виничката афера, П.П.Арсов бил уапсен, осуден на доживотен затвор и одведен на заточение во Подрум-Кале, Мала Азија. Амнестиран е 1902 година, и продолжува да се занимава со револуционерна дејност. По Солунските атентати во април 1903 година е уапсен во Велес о одведен во Куршумли аб во Скопје. Бил еден од тројцата задгранични претставници избрани на Рилскиот конгрес на ВМОРО, во 1905 година. По расцепот на ВМОРО во 1907 година и припаѓа на т.н. левица. За време на Хуриетот живеел и работел во Скопје. Учествува во изборите за Отоманскиот парламент со листата на Народната федеративна партија, но не добива доволен број на гласови.

По Првата светска војна тој живеел во Бугарија и работи како прогимназиски професор и директор во Костенец а публикувал и повеќе прилози. Од 1930 година живее во Софија.

Петар Поп Арсов умрел на 1 јануари 1941 година во Софија.