Вся профессиональная деятельность П.Н. Воронцова-Вельяминова в течение 50 лет неразрывно связана с Санкт-Петербургским государственным университетом. Закончив в 1961 году физический факультет, он с 1962 года по 1975 год работал в должности ассистента на кафедре общей физики-2 физического факультета, где вел лабораторные и практические занятия, а также читал лекции по общей физике на естественных факультетах (математико-механическом, химическом, геологическом, биологическом, географическом, философском). В 1968 г. защитил кандидатскую диссертацию на тему "Теоретическое исследование растворов сильных электролитов методом Монте-Карло". С 1975 по 1985 год был доцентом кафедры статистической физики физического факультета, где читал курсы лекций "Статистическая физика и термодинамика" и спецкурс "Методы математического эксперимента в теории молекулярных систем". В 1980 г. защитил докторскую диссертацию "Исследование молекулярных систем методами численного эксперимента". Является соавтором открытия No 176 "Явление взрывной электронной эмиссии" за 1976 г (совместно с Г.Н. Фурсеем, Г.А. Месяцем, А.М. Искольдским, С.П. Бугаевым, Д.И. Проскуровским)
С 1985 года по настоящее время является профессором кафедры молекулярной биофизики физического факультета, где возглавляет группу компьютерного моделирования молекулярных систем. Это одно из важнейших современных направлений в физике конденсированного состояния. У нас оно возникло на кафедре общей физики-2 еще в середине 60-х годов при содействии заведующего кафедрой профессора М.Ф.Вукса. Воронцову-Вельяминову и его ученикам принадлежат пионерские работы по компьютерному моделированию электролитов, ограниченных систем (нанокластеров), решеточных ориентационно-неупорядоченных систем с дальнодействием. Для ионных систем в расчетах методом Монте-Карло была впервые получена оценка критических параметров фазового перехода типа газ-жидкость. В рамках исследования полиэлектролитов был развит эффективный метод расчета равновесного потенциала вблизи жесткого цилиндрического полииона, имитирующего двойную спираль ДНК. К пионерским разработкам группы относится метод расширенных ансамблей для расчета свободной энергии и химпотенциала. Этот метод получил признание в мировой литературе и используется в работах десятков научных групп (цитирование соответствующей статьи приближается в настоящее время к 400). Важное значение имеют и работы по моделированию квантовых систем частиц методом интегралов по траекториям.
Под руководством Воронцова-Вельяминова защищено 17 кандидатских диссертаций, трое его учеников стали докторами наук, трое – профессорами и один – член-корр. РАН. В последние десятилетия развиваются контакты с зарубежными научными группами. Один из его учеников является профессором Стокгольмского университета, другой работает на постоянной основе в Норвегии. Им опубликовано около 100 статей в ведущих российских и зарубежных журналах. Он участник десятков всесоюзных, всероссийских и международных конференций по молекулярному моделированию и физике конденсированного состояния. Имеет звание "Соросовский профессор" за 1997г. Руководитель грантов РФФИ за 1996-97,1999-2001, 2002-04, 2005-07, 2008-10 годы. Является членом специализированного совета по защите докторских диссертаций - Д.212.232.33.
Сотрудники, награжденные медалью "Санкт-Петербургский государственный Университет" // 
