Петр Николаевич Нестеров родился в ночь на 15 (27) февраля 1887 г. в семье офицера-воспитателя Нижегородского кадетского корпуса. В 1897 г. будущего авиатора приняли в Нижегородский кадетский корпус. Он был отзывчивым товарищем, обладал тонкой лирической душой, обостренным чувством прекрасного, неплохо рисовал, пел, играл на мандолине. Учение будущему герою давалось легко. В выписке из аттестационного журнала за 1903–1904 гг. говорилось: «Кадет 7 класса Нестеров... обладает острым умом, любит математику, физику, черчение. Чрезвычайно настойчив в принятых решениях, проявляет динамический характер... Кадет Петр Нестеров – идеальный тип будущего офицера с ярко выраженными моральными качествами и храбростью, могущего увлечь за собой своих подчиненных в бою».

П.Н. Нестеров

Эти слова оказались пророческими. В 1904 г. юный Петр Нестеров окончил Кадетский корпус по 1-му разряду. Его в числе других шести выпускников направили для продолжения учебы в Михайловское артиллерийское училище. Здесь он прошел хорошую теоретическую и практическую подготовку. Много размышляя о будущей службе, он серьезно изучал опыт применения артиллерии в период Русско-японской войны 1904–1905 гг. В трудах и заботах два года пролетели незаметно, и после блестяще сданных экзаменов подпоручик Нестеров назначается в 9-ю Восточно-Сибирскую стрелковую артиллерийскую бригаду. Вскоре его артиллерийский расчет вышел в учебных стрельбах на первое место. В 1909 г. он прикомандировывается к воздухоплавательной роте. В 1910 г. не обладавший крепким здоровьем Петр Николаевич заболел и был переведен в Кавказскую резервную артиллерийскую бригаду «по климатическим условиям сроком на один год». Во Владикавказе Нестеров познакомился с Артемием Кацаном, пилотом-авиатором, построившим планер своей собственной конструкции. «Мое увлечение авиацией началось с 1910 года, – утверждал впоследствии Нестеров. – Я поставил себе задачу построить такой аппарат, движения которого меньше всего зависели бы от окружающих условий и почти всецело подчинялись бы воле пилота. Мне казалось, что только соблюдение этих условий и только такой аппарат могут дать возможность человеку свободно парить. Только тогда... авиация из забавы и спорта превратится в прочное и полезное приобретение человечества».

В то время русские летчики летали в основном на французских машинах. В июле–августе 1911 г., находясь в отпуске в Нижнем Новгороде, Петр Николаевич познакомился с учеником профессора Н.Е. Жуковского Петром Петровичем Соколовым и вскоре стал членом Нижегородского общества воздухоплавания. В сарае Соколовых на Провиантской улице друзья построили планер. Мать Петра Николаевича поддержала увлечение сына и помогла сшить обшивку к планеру. Для испытаний выбрали поле за Петропавловским кладбищем. Запустили планер с помощью лошади. В телеге сидел Соколов, держа веревку, привязанную к планеру. Лошадь разбежалась, и аппарат, набирая скорость, вместе с испытателем поднялся в воздух на 2–3 метра. «Нижегородский листок» 3 августа 1911 г. отмечал, что «проба оказалась весьма удачной». Этот полет считается началом летной деятельности П.Н. Нестерова. Впоследствии сам летчик отмечал: «Очень приятно вспомнить мои опыты с планером и вообще начало моей авиационной практики в Н. О. воздухоплавания». Таким образом, Нестеров как летчик состоялся на своей родине. Здесь же он при помощи П.П. Соколова и Нижегородского общества воздухоплавания разработал проект своего второго самолета.

В октябре 1911 г. поручик П.Н. Нестеров зачисляется в Офицерскую воздухоплавательную школу в Петербурге, одновременно прикомандировываясь к авиационному отделу той же школы. За одиннадцать месяцев, полагающихся на обучение, Нестеров сумел достичь многого. Человек ищущий, патриот, искренне болеющий за успехи отечественной авиации, он не был удовлетворен современными методами пилотирования. Нестеровскую идею поворота аэроплана с креном, не говоря уже о его высказываниях, что самолет может сделать в воздухе «мертвую петлю», не только конструкторы, но и товарищи считали сумасбродством. Эту инертность и косность можно было победить только на практике, и в 1912 г. Петр Николаевич поступил в Гатчинскую авиационную школу. Спустя почти месяц он получил звание пилота-авиатора, а чуть позже – звание военного летчика и назначение в формируемый авиаотряд при 7-й воздухоплавательной роте. В 1913 г. Нестеров вступает в должность и.о. начальника 11-го корпусного авиаотряда 3-й авиационной роты в Киеве. В том же году он производится в чин штабс-капитана. В составе авиационного отряда П.Н. Нестеров был переведен из Петербурга в Варшаву, где в ноябре 1912 г. начал тренировочные вылеты на боевых «Ньюпорах» и зарекомендовал себя как летчик-экспериментатор. Так, во время одного из полетов он набрал высоту 1600 м (что само по себе уже было достижением) и, выключив мотор, кругами и восьмерками планировал над Варшавой, чем «привел товарищей в трепет». Старые каноны пилотирования нарушались им неоднократно. Нестеровская система планирования с выключенным мотором и исключительное самообладание помогли ему избежать гибели 25 января 1913 г., когда во время очередного полета в карбюраторе загорелся бензин и мотор остановился. Это нагляднее всего доказало летчикам и начальству превосходство нового метода управления самолетом. Его первые в мире изыскания в технике маневрирования моноплана в горизонтальной плоскости, исследования в осуществлении виражей заставили приглушить сомнения скептиков. Пришло и первое признание. В характеристике от января 1913 г. говорилось: «Петр Нестеров: летчик выдающийся. Технически подготовлен отлично. Энергичный и дисциплинированный. Нравственные качества очень хорошие...»