В октябре 1915 уволен от службы; после февральской революции был арестован Временным правительством как опасный монархист; после Октябрьской революции был освобождён; уехал в Таганрог; был выслежен и получил предложение войти в руководящий состав Красной Армии, но даже перед лицом смерти отказывается от участия в братоубийственной войне; был зверски убит в ночь на 1-е апреля 1918 года.
Образование получил в Гельсингфорском пех. юнкерском училище (1873) и Николаевской академии Генштаба (1882). Выпущен в 5-й уланский Литовский полк. С 1882 по 1884 обер-офицер для поручений при штабе XIV АК. С 1886 состоял в распоряжении начальника штаба Варшавского ВО, с 2 ноября 1886 состоял для поручений при штабе Казанского ВО, с 1888 старший адъютант войскового штаба войска Донского. С 1889 штаб-офицер для особых поручений при штабе II АК, с 1890 начальник штаба Осовецкой крепости. В апр.-окт. 1892 состоял при 41-м драгунском Ямбургском полку. С 1891 начальник штаба 14-й кав. дивизии. С 1895 командир 36-го драгунского Ахтырского полка. С 1899 начальник штаба войск Забайкальской области. Участник Китайской кампании 1900.
В чине генерал-майора участвовал в подавлении боксерского восстания в Китае в 1900—1901 годах, за боевые отличия награждён орденом Св. Георгия 4-й и 3-й степеней.
«Он приобрёл имя и широкую известность в военных кругах во время Китайского похода (1900), за который получил два Георгиевских креста. Военные вообще относились скептически к «героям» Китайской войны, считая её «не настоящей». Но кавалерийский рейд Ренненкампфа, по своей лихости и отваге, заслужил всеобщее признание.
Начался он в конце июля 1900, после занятия Айгуна (вблизи Благовещенска). Ренненкампф с небольшим отрядом из трех родов оружия разбил китайцев на сильной позиции по хребту Малого Хингана и, обогнав свою пехоту, с 4½ сотнями казаков и батареей, сделав за три недели 400 км, с непрерывными стычками, захватил внезапным налетом крупный маньчжурский город Цицикар.
Отсюда высшее командование предполагало произвести систематическое наступление на Гирин, собрав крупные силы в 3 полка пехоты, 6 полков конницы и 64 орудия, под начальством известного генерала Каульбарса… Но, не дожидаясь сбора отряда, ген. Ренненкампф, взяв с собою 10 сотен казаков и батарею, 24 августа двинулся вперед по долине Сунгари; 29-го захватил Бодунэ, где застигнутые врасплох сдались ему без боя 1500 боксеров; 8 сентября захватил Каун-Чжен-цзы, оставив тут 5 сотен и батарею для обеспечения своего тыла, с остальными 5-ю сотнями, проделав за сутки 130 км, влетел в Гирин. Этот бесподобный по быстроте и внезапности налёт произвёл на китайцев, преувеличивавших до крайности силы Ренненкампфа, такое впечатление, что Гирин — второй по количеству населения и по значению город Маньчжурии — сдался, и большой гарнизон его сложил оружие. Горсть казаков Ренненкампфа, затерянная среди массы китайцев, в течение нескольких дней, пока не подошли подкрепления, была в преоригинальном положении…»(А.И. Деникин — участник заговора против императора Николая II).
15 сентября, оставив в Гирине одну сотню для охраны монетного двора и арсенала, генерал Ренненкампф прибыл в Дагушан. После трехдневного отдыха Ренненкампф с 1-й нерчинской и 4-й амурской сотнями при одном орудии 2-й Забайкальской казачьей батареи выступил из Дагушана для занятия городов Телина и Мукдена. 23 сентября отряд Ренненкампфа вошёл в Телин, где простоял до 10 октября, действуя против мелких групп повстанцев. В одной из стычек при занятии усадьбы Ташуй-хона подходе к Гирину на генерала Ренненкампфа бросились три китайца с копьями. Генерала спас казак 6-й сотни Фёдор Антипьев, приняв удары на себя. За спасение командира амурец был награждён Знаком отличия Военного ордена 3-й степени.
Рейд конного отряда генерала Ренненкампфа стал одной из наиболее удачных и ярких военных операций русско-китайской войны. За три месяца непрерывного движения в ходе которого отрядом было пройдено почти 2500 километров были разбиты наиболее подготовленные войска Хэйлунцзянской провинции и рассеяны отряды повстанцев, что привело к прекращению организованного сопротивления противника.С 24 июля 1901 года — начальник 1-й отдельной кавалерийской бригады.
В русско-японскую войну командовал Забайкальской казачьей дивизией (с 1 февраля по 21 августа 1904 года).За боевые отличия произведён в генерал-лейтенанты (30 июня 1904 года). С 1 февраля 1904 года командующий, а с 30 июня 1904 года начальник Забайкальской казачьей дивизии.
Под Ляояном в ходе рекогносцировки японских позиций был 30 июня 1904 года тяжело ранен в ногу пулей с раздроблением голени левой ноги. Через два с небольшим месяца вернулся в войска, не долечив рану. В ходе Мукденского сражения возглавлял Цинхеченский отряд, на левом фланге Манчжурской армии (с 13 февраля 1905 года), командуя которым проявил большое упорство, что в совокупности с направленными подкреплениями позволило остановить наступление армии генерала Кавамуры.
Некоторые историки и писатели (особенно часто повторяется у В. Пикуля) пишут, что после битвы при Мукдене произошёл личный конфликт между Ренненкампфом и генералом А. Самсоновым, причём дело дошло до обмена ударами; другие историки утверждают, что никаких столкновений между генералами произойти не могло. Первичным источником этого слуха являются мемуары германского генерала Макса Гофмана, бывшего в годы Русско-японской войны военным агентом при штабе японской армии и, следовательно, неспособного лично наблюдать за отношениями в среде русского генералитета. В своих мемуарах Гофман, ссылаясь опять-таки на слухи, упоминает, что Ренненкампф и Самсонов ссорились на Мукденском вокзале в Лаояне после Лаоянского сражения, что физически было невозможно, так как в это время Ренненкампф с тяжёлым ранением находился в госпитале.
Командир 7-го Сибирского армейского корпуса (9 ноября 1905 — 9 июня 1906 года); 3-го Сибирского армейского корпуса (9 июня — 27 декабря 1906 года); 3-го армейского корпуса (27 декабря 1906 — 20 января 1913 года).
Участвовал в подавлении революционных выступлений в 1905 г. В 1906 году командовал специальным сводным отрядом (батальон пехоты с несколькими пулеметами), с которым, следуя на поезде из Харбина (Маньчжурия), восстановил сообщение Маньчжурской армии с Западной Сибирью, прерванное революционным движением в Восточной Сибири («Читинская республика»), разгромив силы мятежников в полосе железной дороги и наведя порядок в Чите.
30 октября 1906 года на генерала Ренненкампфа было совершено покушение. Он шёл по улице вместе с адъютантом штабс-капитаном Бергом и ординарцем поручиком Гайзлером, в это время эсер Н. В. Коршун, сидевший на лавке, бросил им под ноги «разрывной снаряд», но устройство сработало наполовину: генерал, адъютант и ординарец были лишь оглушены взрывом. Террорист был арестован и судим военно-полевым судом.
Решительные действия Ренненкампфа в ходе войны и успешные действия по ликвидации беспорядков в тылу армии привели к дальнейшему продвижению по службе, и он, будучи с 6 декабря 1910 года генералом от кавалерии и с 1912 года генерал-адъютантом, получил назначение командующим войсками Виленского военного округа (20 января 1913 — 19 июля 1914 года).
С началом Первой мировой войны Ренненкампф получил командование 1-й армией Северо-Западного фронта во время Восточно-Прусской операции 1914 года. 17 августа его войска перешли границу Восточной Пруссии, а уже через три дня нанесли поражение 8-й германской армии генерала М. фон Притвица в битве при Гумбиннене, однако из-за неверной оценки действий противника Главнокомандующим армиями Северо-Западного фронта генералом Жилинским победа под Гумбинненом не получила своего развития. После битвы при Гумбиннене Ренненкампф по приказу Жилинского повел наступление на Кёнигсберг, а не на соединение со 2-й армией. Это позволило немецким войскам выйти из-под удара, перегруппироваться и контратаковать, что послужило одной из главных причин последующего поражения 2-й армии в битве при Танненберге (конец августа).
После того как на юге провинции в Танненбергском сражении потерпела поражение 2-я русская армия, армия Ренненкампфа заняла оборону по линии рр. Дейма, Алле и Мазурских озер. 7 сентября мощной обходной группой противник обрушился на левый фланг 1-й армии Ренненкампфа. Главнокомандующий фронтом генерал Жилинский, вопреки обещаниям, не сумел обеспечить поддержку 1-й русской армии со стороны других соединений, а потому Ренненкампфу пришлось спешно отступать. Упорное сопротивление левофлангового 2-го корпуса генерала В. А. Слюсаренко, а также своевременные действия самого командующего армии (который подтянул туда кавалерию, резервы, а также совершил смелый диагональный маневр, перебросив с правого фланга на левый целый 20-й корпус) позволили сорвать планы противника, избежать окружения и к 15 сентября отойти за р. Неман.
Во время Лодзинской операции из-за ошибок и нерешительности командующего Северо-Западным фронтом генерала Рузского войскам 1-й армии Ренненкампфа не удалось остановить прорывающуюся из окружения немецкую ударную группу генерала Рейнгольда фон Шеффера-Бояделя, что вызвало конфликт между Ренненкампфом и Рузским. Был отстранён от командования армией 18 ноября 1914 года, одновременно назначен в распоряжение военного министра. Действия Ренненкампфа во время Лодзинской операции стали предметом разбирательства специальной комиссии (генерала П. П. фон Баранова). Уволен в отставку 6 октября 1915 года «по домашним обстоятельствам с мундиром и пенсией».
Хотя именно решения Рузского (участника заговора против императора Николая II) в первую очередь привели к неудаче под Лодзью, он стал сваливать вину на подчиненных, в т.ч. и на Ренненкампфа. Отметим, что к тому времени в глазах многих он был дискредитирован. Отчасти командующий стал «жертвой» развернувшейся патриотической истерии, которая в каждом носителе немецкой фамилии стали видеть предателя. Как заключил генерал Гурко: «Общественное мнение в поисках причин и оправданий военного поражения неизбежно прибегает к слову «изменник» и ищет подтверждения даже в тех случаях, когда это обвинение заведомо безосновательно». Так, ходили неподтвержденные слухи о неких огромных «трофеях Ренненкампфа», захваченных в Восточной Пруссии. Однако после проведения расследования, пришли к выводу: «Что касается засим сведений о том, будто бы в ноябре на ст. Вильна прибыло 7 груженых вагонов с «военной добычей» генерала Ренненкампфа, то таковые не нашли себе достаточного подтверждения. Равным образом нельзя считать установленным факт обращения генералом Ренненкампфом в свою пользу серебряного сервиза, взятого в Прусском уланском полку, а также получение женою генерала Ренненкампфа другого серебряного сервиза из имения императора Вильгельма. По-видимому, все слухи в этом направлении находятся в связи с серебром, вывезенным из Эйдткунена». Другие рассказывали, что ближайший родственник генерала служит у германцев. Третьи повествовали о безответственности генерала и его трусливом бегстве из Восточной Пруссии. Четвертые прямо обвиняли в измене.
В итоге, «проблема Ренненкампфа» была улажена теми же «политическими» методами — абсолютная дискредитация в обществе и высших сферах сделала его уязвимым. Приезд императора в Ставку на завершающем этапе Лодзинской операции, видимо, позволил разрешить все вопросы и добиться согласия венценосца: 1 декабря Ренненкампф был отчислен от командования. Попытки оправдаться ничем не увенчались, а распространяемые им записки о действиях в Восточной Пруссии и под Лодзью еще больше подпортили репутацию. Провалились и попытки действовать через великих князей. Была даже образована специальная комиссия, которая расследовала деятельность Ренненкампфа, однако было решено не предавать его суду, а отправить в отставку (на этом настоял сам Сухомлинов, который не желал раздувать скандал). В апреле 1916 г. генерал обратился к главнокомандующему Северным фронтом генералу А.Н. Куропаткину с просьбой восстановить его на службе (дать хотя бы кавалерийскую дивизию), однако начальник штаба Ставки генерал Алексеев (участник заговора против императора Николая II) выступил против. Проведенное расследование выявило стратегические ошибки Рузского в Лодзинской операции, но и возвращать генерала Ренненкампфа в армию Ставка не стала.
В 1915 году, генерал был отправлен в отставку и проживал в Петрограде. В мае 1917 года Ренненкампф был арестован Временным правительством как опасный монархист и помещён в Петропавловскую крепость, а затем несправедливо обвинен в мародерстве. В октябре 1917 года большевики его выпустили на свободу. Скорее всего, надеялись, что «немец»-генерал будет им благодарен и перейдёт к ним на службу. Но этого не случилось. Ренненкампф уехал в Таганрог, на родину своей жены, где жил под именем мещанина Смоковникова. При захвате города большевиками скрылся под именем греческого подданного Мандусакиса. Был выслежен, опознан и по личному указанию В. А. Антонова-Овсеенко 3 марта привезён в штаб к красным и Троцкий, а скорее всего «большевики»-генералы, предложили Ренненкампфу ни мало ни много, как войти в руководящий состав Красной Армии. В противном случае, ему грозили смертью. У генерала Ренненкампфа были веские причины согласиться на большевистские предложения, но он ответил отказом. «Я стар, – ответил Ренненкампф, – мне мало осталось жить, ради спасения своей жизни я изменником не стану и против своих не пойду. Дайте мне армию хорошо вооруженную, и я пойду против немцев, но у вас армии нет; вести эту армию значило бы вести людей на убой, я этой ответственности на себя не возьму». Генерал даже перед лицом смерти отказывается от участия в братоубийственной войне! По личному приказу Антонова-Овсеенко генерал Ренненкампф был зверски убит в ночь на 1-е апреля 1918 года.
Внучатый племянник генерала, проживающий сегодня во Франции, рассказывал о последних минутах своего предка. По этому рассказу русские солдаты отказались стрелять в старика-генерала и тогда его отдали на растерзание черкесам. Те выкололи Ренненкампфу глаза и убивали его долго и мучительно холодным оружием. Примечательно, что генерал Ренненкампф за несколько дней до убийства принял православие.
В то время, когда Алексеев, Рузский, Брусилов, Корнилов, Деникин, Крымов, Бонч-Бруевич, Маниковский, Колчак свергали Царя и занимались политическими играми, были другие генералы, которые остались верными духу и слову данной им присяги и отказались от любого сотрудничества, как с «красными», так и с «белыми». Многие из них заплатили за это своими жизнями.
Это были генерал-адъютант Гусейн Али Хан Нахичеванский, командир III-го Кавалерийского Корпуса, генерал-от-кавалерии граф Ф. А. Келлер, генерал-от-кавалерии П. К. фон Ренненкампф.
В апреле 2015 года, благодаря усилиям местных краеведов, было установлено место захоронения Ренненкампфа на старом городском кладбище Таганрога