Родился в 1898 году в селе Бухолово Владимирского уезда Владимирской губернии. В 1919 году вступил в Красную Армию. Принимал участие в Гражданской войне. Демобилизован в 1920 году. Жил в деревне Филиппуши Суздальского уезда. Работал в колхозе. В 1941 году вновь был призван в Красную Армию Владимирским РВК. Воевал на Донском и Центральном фронтах. Принимал участие в форсировании Днепра. Погиб в бою на территории Черниговской области в 28 сентября 1943 года. П.И. Шамаев похоронен на гражданском кладбище в центре села Мысы Репкинского района Черниговской области.
Награды: звание Герой Советского Союза (15.01.1944. Посмертно).
Из наградного листа стрелка 1-го стрелкового батальона 1323-го стрелкового полка 415-й стрелковой дивизии красноармейца П.И. Шамаева, октябрь 1943 года
«При форсировании реки Днепр в районе ЗМЕИ Черниговской области 27 сентября 1943 года тов. Шамаев с малой группой бойцов на плоту переправился на ту сторону реки и закрепился. Противник предпринял несколько контратак, чтобы отбить потерянные рубежи, но тов. Шамаев поднял свою группу в атаку и противник был отброшен с большими потерями для него. В этой атаке был выведен из строя командир отделения, тов. Шамаев быстро принял на себя командование этой группой. 4 раза водил тов. Шамаев в атаку свое отделение, и всегда враг нес большие потери. Сам лично тов. Шамаев огнем своего автомата уничтожил 16 немецких солдат и офицеров. Когда противник пошел в атаку на другое подразделение, тов. Шмаев зашел им во фланг и открыл ураганный огонь своим отделением, враг, боясь окружения, бежал в панике, оставляя большое количество убитых и раненых. Тов. Шамаев достоин представления к правительственной награде званию «Герой Советского Союза».