Петр Петрович Вершигора родился 16 мая 1905 года в селе Севериновка Ольгопольского уезда Подольской губернии (ныне Каменский район Приднестровья) в семье учителя.
В 1925 году пошёл добровольцем в Красную армию, служил в 51-й Перекопской дивизии, где изучал основы дирижёрского искусства и стал старшиной музкоманды. В 1938 году окончил Киноакадемию в Москве. Был актёром и кинорежиссёром на Киевской киностудии.
С началом Великой Отечественной войны в июле – августе 1941 года он участвовал в битве за Киев в качестве помкомвзвода, комвзвода, комроты, командира батальона в 264-й стрелковой дивизии. По воспоминаниям Вершигоры, первый бой дивизия приняла 2 августа в районе села Степанцы, западнее Канева, в тот же день в Москве у него родился сын Евгений. После нескольких дней кровопролитных боёв дивизия отступила на левый берег Днепра, пока взвод под командованием Вершигоры прикрывал переправу. Позиции взвода находились на горе рядом с могилой Тараса Шевченко. В сумерках, с несколькими оставшимися бойцами, он переплыл Днепр на подручных средствах под обстрелом немецких войск. Уже на другом берегу от осколка случайной мины получил лёгкое ранение в ногу.
После лечения в госпитале был переведён в роту резерва комсостава, которая попала в окружение в районе города Лубны. Захватив немецкую машину, Вершигора вместе с группой бойцов прорвался к линии фронта, проехав за сутки более 100 км по оккупированной территории. Из окружения они вышли в районе Богодухова.
С сентября 1941 по апрель 1942 года он был военкором политотдела 40-й армии. В мае – июне 1942 года Петр Петрович работал резидентом разведуправления Брянского фронта. 13 июня был переброшен за линию фронта, на Малую землю - в партизанскую зону в брянских лесах на правобережье Десны. С августа 1942 года – заместитель командира по разведке партизанского соединения Сидора Артемьевича Ковпака, с декабря 1943 года - командир соединения, которое было переименовано в Первую Украинскую партизанскую дивизию им. дважды Героя Советского Союза Сидора Артемьевича Ковпака.
Дивизия под его командованием совершила в 1944 году рейд в Польшу и Неманский рейд. 3 июля 1944 года дивизия соединилась с частями Красной Армии в районе Барановичей и была расформирована.
7 августа 1944 года указом Президиума ВС СССР за успешное проведение рейдов и особые заслуги развития партизанского движения на Украине генерал-майору Вершигоре Петру Петровичу присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (№ 4324). Петру Петровичу Вершигоре было присвоено звание генерал-майора.
Петр Петрович Вершигора - один из ведущих фотографов Второй мировой войны, автор многочисленных фотоснимков, сделанных во время пребывания в составе партизанской дивизии с помощью фотоаппарата ФЭД, с которым он не расставался с тех пор, как служил военкором. Среди его работ - уникальные фотографии Сидора Артемьевича Ковпака, Семена Васильевича Руднева и других командиров, а также простых бойцов партизанской дивизии. Многие снимки являются уникальным свидетельством подвигов и повседневного быта советских партизан. В 1947–1954 годах преподавал в Академии Генштаба.
Петр Петрович умер 23 марта 1963 года, похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище.