Советский метеоролог. Окончил Петербургский университет (1914). Работал в Главной физической (геофизической) обсерватории (1917—1939), затем в институте гражданского воздушного флота (Ленинград). Исследовал возможности применения аэрологических данных к прогнозу погоды. Конструировал зондовые и самолётные метеорографы, совершенствовал метод шаропилотных наблюдений. Предложил первую примененную на практике конструкцию радиозонда (1930). Участвовал в первых аэрологических наблюдениях в Арктике (1931), в первых в СССР подъёмах стратостатов (1933—1934).

Соч.: Методы исследования свободной атмосферы, Л., 1926; Аэрология, М., 1931; Аэрология в применении к синоптической метеорологии, М.—Л., 1938.

Лит.: Селезнева Е.С., Тудоровская Е.А. П.А. Молчанов — выдающийся советский аэролог, Л., 1958.