Дореволюционные годыРодился 26 (14) августа 1889 года в селе Заполицы Суздальского уезда Владимирской губернии в многодетной семье. Когда был ещё маленьким, его взяла на воспитание бабушка, жившая во Владимире. Учился в гимназии.
В 1905 году вошёл в нелегальный социал-демократический кружок. В качестве пропагандиста выступал на нелегальных собраниях рабочих и солдат. В 1907 году познакомился с Фрунзе. В июне 1908 года арестован и сослан на 2 года в Вологодскую губернию.
После истечения срока ссылки поступил в Московский университет на физико-математический факультет. Продолжал вести агитационную работу среди студентов. За участие в студенческих волнениях исключён из университета и выслан из Москвы. ("Более подробные... сведения... узнала от студента МГУ Павла Степановича Батурина... который работал репетитором у московского капиталиста Чернцова... / Додонова А. По документам Михайлова /Сборник о Фрунзе).
Вернувшись в 1912 году во Владимир, с группой старых подпольщиков участвовал в восстановлении местной организации социал-демократов. Через год переехал в Москву и добился восстановления в университете. После окончания университета в 1916 году мобилизован в армию. Служил в Москве и Симбирске. Незадолго до Февральской революции окончил Александровское военное училище, получив звание прапорщика.
После Октябрьской РеволюцииВ апреле 1918 года демобилизовался и приехал в Иваново-Вознесенск. "Очень привязан был к Фрунзе... Летом 1918 г. они вместе жили на даче в Отрадном, близ Иваново-Вознесенска. Батурин обучал Михаила Васильевича <Фрунзе> метанью гранат, ходил с ним на охоту(Гамбург И. К. Стойкий боец /Сборник о Фрунзе).
По рекомендации Фрунзе оформил членство в партии. Назначен заведующим военным отделом Иваново-Вознесенского губисполкома. Занимался снабжением Красной армии обмундированием, формировал отряды для отправки на фронт. Затем работал управделами губсовнархоза. В январе 1919 года стал его председателем. Лично руководил обследованием фабрик, занимался учётом сырья и топлива. На II съезде губсовнархоза поставил вопрос об освоении торфяных залежей губернии.
В апреле 1919 года по личной просьбе отправлен на Восточный фронт. Служил в штабе Южной группы. В конце июля был назначен комиссаром 25-й стрелковой дивизии, сменив на этом посту Д. А. Фурманова. 5 сентября погиб вместе с В. И. Чапаевым в схватке с белыми в районе Лбищенска.
Именем П. С. Батурина названы улицы в Иванове, Владимире, Уральске, Красноярске, химический комбинат в Иванове. Возле химкомбината установлен памятник.