Он родился в 1869 году в Подольской губернии в семье обрусевших выходцев из Швейцарии. Воспитанник Одесской рисовальной школы, он учился у Репина, был членом Товарищества южнорусских художников, а позднее - Товарищества передвижных художественных выставок. Нилус находился в постоянном поиске своего выразительного языка и стиля, увлекаясь то "реализмом" передвижников, то "романтизмом" и "кринолинами" в духе 1830-1860-х годов, то импрессионизмом. С 1923 года и до смерти в 1943-м художник жил в эмиграции во Франции. Там он познакомился с достижениями коллег, представителей так называемой парижской школы живописи, и сам постепенно отказался от литературных сюжетов. Его стала больше занимать поэзия повседневности: как бы случайные зарисовки городских улиц, как бы бесхитростные натюрморты.
Картины Петра Нилуса есть в Лувре и других французских музеях, в Национальной художественной галерее в Софии, в коллекции Джорджтаунского университета в Вашингтоне, в Третьяковке и Русском музее. Полсотни его работ падчерица Валентина Голубовская в 1995 году передала в Воронеж. Это родной город Ивана Бунина, чьим ближайшим другом был Нилус. Несколько лет назад воронежская коллекция экспонировалась в Москве. Теперь ее дополнили личными вещами Нилуса.
Выставка "Одинокая прогулка / Promenade solitaire" доступна до 17 апреля 2022 года.