Peter Dementjew wurde in eine Adelsfamilie geboren und verbrachte seine Kindheit in einem alten Anwesen in der Twer-Region. Er besuchte die Schule in St. Petersburg und diente dann drei Jahre als Offizier im Jäger-Garde-Regiment. Nachdem er den Rang eines Stabs-Kapitäns erreicht hatte und die Aufgaben eines Bataillonskommandeurs übernahm, trat Dementjew unerwartet in den Ruhestand und kehrte in sein Anwesen bei Wessjegonsk zurück, wo er sich der Landwirtschaft widmete. Bald wurde er zu einem zemstvennyj Aktivisten, und 1879 wurde er zum Vorsteher des Adels im Wessjegonsker Landkreis gewählt.

In den 1870er Jahren, auf der Suche nach effektiveren Methoden der Landwirtschaft, besuchte er mehrmals Amerika. 1881, nach der Ermordung von Alexander II. und den Vorwürfen wegen Verbindungen zu den Narodowolzy, beschloss Dementjew, in die USA auszuwandern. Er verließ mit einer kleinen Geldsumme und ließ sich in Florida nieder, wo er mit der Holzernte begann. Das erste Jahr seines Lebens in diesem Bundesstaat, wo es nur 800 weiße Siedler gab, erinnerte sich Dementjew als eine Zeit, in der er ums Überleben kämpfen und seine Familie versorgen musste.

Später wandte er sich den Eisenbahnausschreibungen zu und beschloss, eine 150 Meilen lange Eisenbahn von dem St. Johns River zur Mexikanischen Bucht zu bauen, die Florida von Osten nach Westen durchqueren sollte. Entlang der im Bau befindlichen Strecke entstanden neue Siedlungen, von denen eine Odessa zu Ehren Dementjews genannt wurde.

Am 8. Juni 1888 erreichte der erste Zug das Ufer der Halbinsel Pinellas in der Tampa-Bucht. Hier baute Dementjew einen Bahnhof, ein Hotel und einen Pier und nannte die neue Stadt St. Petersburg zu Ehren der russischen Hauptstadt.

Die erschöpfende Arbeit und das heiße Klima Floridas beeinträchtigten die Gesundheit Dementjews, und 1889 verließ er St. Petersburg. Nach drei Jahren in Asheville, North Carolina, zog die Familie nach Los Angeles. "Ich habe mehrmals beträchtliche Summen verdient und verloren, aber immer unterstützten mich russische Ausdauer und Einfallsreichtum", gestand Peter Alexejewitsch. 1893 nahm er die amerikanische Staatsbürgerschaft unter dem Nachnamen Demens an.

Dementjew besuchte Russland zweimal, 1896 und 1906, und traf sich mit P. A. Stolypin. Er führte auch eine Korrespondenz mit dem Oberprokurator des Synods K. P. Pobiedonoszew über die Umsiedlung der Dukhobors.

Die letzten Lebensjahre verbrachte er auf seiner Ranch Alta Loma in der Nähe von Los Angeles. Zu Beginn des Weltkriegs nahm er an der Arbeit der russischen Regierungsbeschaffungsmission in Washington teil. Peter Alexejewitsch Dementjew starb 1919.

1979 wurde in St. Petersburg ein Granitsockel zu Ehren seines Gründers errichtet, der die Stadt nach Petersburg benannt hatte.