Родился в 1927 году в выселке Пугачёвском в семье крестьянина. Русский. Окончил 4 класса, работал в колхозе. В Советской армии с ноября 1944 года. Окончил объединённую школу учебного отряда Тихоокеанского флота. Участник Курильской наступательной операции. Погиб 18 августа 1945 года. Герой Советского Союза.
Участник Советско-японской войны 1945 года. Рулевой сторожевого катера «СК- 253» матрос Ильичёв в ночь на 18 августа 1945 года в составе батальона морской пехоты участвовал в бою на острове Шумшу. В бою была отбита контратака противника, уничтожено 8 японских танков. Но когда десантники пошли на штурм высоты 171, то попали под огонь двухамбразурного дзота. Тогда Пётр Ильичёв и старшина I статьи Николай Вилков подползли к дзоту и забросали его гранатами. Когда десантники вновь поднялись в атаку, пулемёты заработали снова, и тогда Вилков и Ильичёв закрыли своими телами амбразуры вражеского дзота. Похоронен на острове Шумшу, на высоте 171 (гора Северная). Многие годы о подвиге Ильичёва было неизвестно. Военным журналистом Александром Гритченко было проведено журналистское расследование. Им были собраны архивные документы и свидетельства участников боя за остров Шумшу. Он писал в различные инстанции, ходатайствуя о награждении моряка посмертно. В итоге ему удалось добиться справедливости – Ильичёву было присвоено звание Героя Советского Союза. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 1 сентября 1958 года краснофлотцу Ильичёву Петру Ивановичу посмертно присвоено звание Героя Советского Союза и орден Ленина.