Родился 10 октября 1932 года в деревне Вахлово Сургутского района. Его детская судьба во многом типична для представителя военного поколения. В школу ходил в соседнее село (в родной деревне школы не было), закончить ее, как и многим другим детям, не дала война – с 12 лет ему пришлось работать в колхозе. 

После армии снова работал в колхозе, охотился, рыбачил, работал на лесозаготовках. В 1961 г. семья Бахлыковых переехала в Угут, где Пётр Семёнович работал в Тауровском отделении Промыслово-охотничьего хозяйства техником-лесоводом, затем егерем, заведующим производством.

В конце 1960-х – начале 1970-х годов П. С. Бахлыков увлекся краеведением. Один из первых в Сургутском районе он постарался собрать и сохранить исчезающие элементы хантыйской культуры. Многочисленные экспедиции и дружеские поездки по юртам, в которых у Петра Семёновича было много знакомых, позволили ему собрать богатейшую коллекцию предметов быта и музыкальных инструментов юганских ханты.  Собранная им коллекция предметов культуры и быта ханты легла в основу открытого 23 июня 1979 года Угутского краеведческого музея.

Живопись всегда привлекала П. С. Бахлыкова. Как он писал в автобиографии: «Еще в детстве потянулся к рисованию… На чем только не рисовал! На песке, на снегу, на старых книгах…». В 1973 году, уже сорокалетним, Пётр Семёнович рискнул скопировать маслом картину Васнецова «Три богатыря». Упоение от цвета, от запаха краски, от сознания того, что «это мои руки творят такое» позволило ему два года «художничать на досуге», для себя, что называется «для души». Все свободное время он отдавал любимому занятию. Упорно и настойчиво искал свою манеру письма, свое понимание мира и человеческого характера. В 1975 году прошла первая выставка П. С. Бахлыкова в Угутском клубе, затем были выставки в Сургуте, Ханты-Мансийске, Тюмени и Москве. В 1995 году прошла выставка в Лиссабоне (Португалия). За четверть века художественной деятельности Пётр Семёнович создал более ста тридцати картин, которые еще при его жизни увидели посетители 19 выставок.

Вдумчивый и наблюдательный, наделенный даром слова Петр Семенович часто публикует статьи по истории края. Прежде всего его интересовали проблемы культуры и быта коренного населения. В 1996 – 1997 годах выходят две его книги. Первая – краеведческий труд «Юганские ханты», где автор знакомит читателей с историей родного края, дает описание культуры и хозяйства ханты. Вторая – роман «Медвежья падь». Это художественное произведение о родной деревне Вахлово в период бурных событий конца XIX – первой половины XX веков.

Пётр Семёнович ушел из жизни 15 мая 1999 года. Спустя год была издана книга о нем «Подвижник из Угута». 

Земляки чтут память краеведа, основателя Угутского краеведческого музея, самобытного художника, писателя, поэта, публициста, музыканта и таксидермиста: музей в с. Угут носит имя П. С. Бахлыкова; учреждена именная стипендия, которой поощряются учащиеся районных ДШИ (на 2021 г. более 270). С 2003 по 2020 годы в Сургутском районе прошло 8 научно-практических конференций «Бахлыковские чтения». 

Продолжая дело отца, в музее работают дочери Бахлыкова – Евгения Петровна директором, Светлана Петровна хранителем музейных фондов.