Роден е в София във видния български род Венедикови. Баща му е българският генерал и военен историк Йордан Венедиков. Брат му е археологът Иван Венедиков. Негов вуйчо е видният български политик и юрист д-р Никола Генадиев.

Кръстник на Петко е големият български политик Димитър Петков, който е кум на родителите му. Името Петко носят неговият баща и син - политикът Петко Петков. По-късно малкият син на Димитър Петков - земеделецът Никола Петков, става негов кум и кръстник на децата му.

Петко Венедиков завършва Юридическия факултет на Софийския университет "Св. Климент Охридски" през 1928 г.

От 1936 г. е професор в СУ. Декан е на Юридическия факултет на СУ в периодите 1940-1941 г. и 1943-1944 г.

През 1949 г. му е отнето правото да преподава по политически причини, но продължава да работи на научното поприще. Венедиков работи и като адвокат от 1949 до 1959 г., като е пенсиониран от адвокатурата отново по политически причини.