Пеньо Пенев е роден на 7 май 1930 година в балканското селце Добромирка, Севлиевско, в многочленното семейство на Дора и Пеньо Пеневи. Преживява обременено детство в не особено щастлива семейна среда, за което свидетелстват някои непубликувани писма на поета от 1954 година.Това детство вероятно е сред причините за постоянната меланхолия, опитите за самоубийство, лечението в психиатрията, а може би затова и в последните мигове преди смъртта си той пише до своя приятел Митко Иванов: "Моля! Погребете ме навсякъде, но не там, където съм роден! Заклевам ви!!!!..."
Още в трети клас започва своите поетични опити, а като ученик в севлиевската гимназия "Цвятко Танев" продължава със злободневки, агитки и стихове. Пак там се изявява и като превъзходен рецитатор както на свои, така и на произведенията на Вапцаров,Гео Милев, по-късно - на Есенин и на Маяковски, върху чийто портрет в минутите преди смъртта си написва :"Сбогом.
Идвам при теб, мой бог.
Аз"Всички те оказват силно влияние върху първоначалното му творчество.
По момчешки немирен палавник, той обаче си спечелва славата на "буйна глава", с която пристига в София. Любен Георгиев, който прави подробно изследване на живота и творчеството на П.Пенев, разказва : "...помня го кротък, много смирен външно и мълчалив човек. Но съм чувал за негови буйства, побоища и скандали. Не съм го виждал никога в подобни сцени. Не съм го чувал дори да се заканва на някого. Единственият случай, когато го виждах да се горещи, ръкомаха, бяха литератулните четения - когато рецитира свои стихове." ("Пеньо Пенев - поетът с ватенката", Л. Георгиев, 1965 г, издание на БАН)
През 1946 година се полагат основите на младежките строителни бригади и П.Пенев едва дочаква края на учебната 1946/47 година и се включва в строежа на железопътната линия Ловеч - Троян, обявена за младежки обект. В младежката бригада той отново пише стихове, чийто пръв читател става Климент Цачев - също бригадир там, току-що направил първите си крачки в поезията. На същия обект се запозвана и с Асен Босев, който през 1948 година го представя на Елин Пелин.
Строителните обекти стават втори дом на поета. Негов труд е вграден в основите на язовир "Росица", а от 1949 година живота му се свързва изцяло с изграждането на Димитровград.Той обиква новия град с цялото си сърце, прекарва най-хубавите и най-плодотворни години от живота си в него, там слага край на дните си и там пожелава да бъде погребан. Подробно е разказан животът на Пеньо Пенев в Димитровград от Митко Иванов - един от най-близките му приятели, в "Повест за Пеньо Пенев", Профиздат, 1964год.
В периода 1949 - 1954 година много от Пеньо-Пеневите стихотворения са включени в литературни сборници. 1954 година е най-плодоносната за поета в областта на неговите хумористични и сатирични изяви. Много негови творби излизат на страниците на в. "Димитровградска правда" и "Стършел" в периода 1956 - 57 година, които обаче му навличат гнева на много хора, и той постепенно се превръща във "вреден за обществото човек", принуден е да напусне не само редакцията на в. "Димитровска правда", но и града, към който е така привързан.
Към проблемите на поета, причинени от доносници, се прибавят и личните му брачни тревоги. Преди да влезе в казармата П.Пенев сключва прибързан брак, който при скандални обстоятелства е разтрогнат и който е причина за първия му опит за самоубийство (12 септември 1950г). През 1955 година в Димитровград той се жени за Мария Господинова, през февруари 1956 год. му се ражда син - Владимир. Семейният им живот е изпълнен с безумни лишения, белезите от които са в неговата поезия. В същото време работи като сътрудник на в. Стършел и като такъв пътува постоянно по строителните обекти - Батак, Пещера, Мадан, Рудозем, Кърджали.
Многолетните грижи и безперспективността го смазват и обезверяват, временните затруднения го карат да губи равновесие, почти постоянната меланхолия, породена от грубостта и незачитането, и алкохола го лишават от сила за противодействие. През 1957 година при поредното му влизане за лечение в психиатрията за алкохолизъм, тъстът му прибира жена му Мария и детето в Тополовград.
В началото на 1959 година се връща отново в Димитровград, дълбоко огорчен от живота и неразбирането, което среща в столицата. Още с пристигането си прави пореден опит за самоубийство с луминал, но успяват да го спасят навреме.
На 27 април 1959 година след погълната смъртоносна доза веронал той написва своите предсмъртни редове, между които и тези до неговия приятел Митко Иванов:"Митко!
Приятелю стари и насъщни!
Омръзна ми да бъда бездомен, безработен, необичан..."... И заспива завинаги.