Петр Леонидович Капица родился 8 июля 1894 года в Кронштадте. Окончил Кронштадское реальное училище (1912), затем Петроградский политехнический институт (1918). Руководителем дипломной работы Капицы был академик А.Ф.Иоффе. На его же кафедре Капица остался работать после окончания института.
В 1921 году вместе с Иоффе и другими учеными отправился в командировку в Англию. Работал в Кембриджском университете у Э.Резерфорда, выполнил исследования по a – и b -излучению, создал метод получения сильных магнитных полей. За эти работы в 1923 году получил премию им. Дж.Максвелла. В том же году получил степень доктора философии Кембриджского университета.
С 1924 года – помощник директора Кавендишской лаборатории. В 1925 году был избран членом совета Тринити-колледжа, в 1929 – членом Лондонского королевского общества и членом-корреспондентом АН СССР. В 1933 году возглавил лабораторию им. Монда Королевского общества, специально созданную для проведения работ под руководством Капицы.
В 1934 году Капица приехал в отпуск в СССР, но вернуться обратно в Кембридж ему не разрешили. В 1935 году он возглавил Институт физических проблем в Москве. В 1939 году был избран действительным членом Академии наук СССР. Лауреат Сталинских премий 1941 и 1943 годов по физике.
В 1946 году Капица был снят с поста директора Института физических проблем, а в 1955 году вновь назначен на эту должность. В том же году стал главным редактором «Журнала экспериментальной и теоретической физики».
Исследования Капицы в области физики низких температур, создание им техники для получения импульсных сверхсильных магнитных полей, работы по физике плазмы, создание ожижителя водорода, в 1934 году – ожижителя гелия, а в 1939 году – установки низкого давления для промышленного получения кислорода из воздуха… Эти и другие исследования обогатили багаж научных достижений страны в области физики.
Капица был членом многих зарубежных академий наук и научных обществ, награжден медалями М.Фарадея (1942), Б.Франклина (1944), М.В.Ломоносова (1959), Н.Бора (1964), Э.Резерфорда (1966).
Умер Петр Леонидович Капица в Москве 8 апреля 1984 года.