Кардиолог, терапевт. Академик АМН СССР (1963). Герой Социалистического Труда (1969). Лауреат Государственной премии СССР (1969). Заслуженный деятель науки РСФСР. В 1941-1949 гг. - профессор 1-го Московского и Челябинского медицинского институтов, в 1949-1953 годах - заведующий кафедрой факультетской терапии и с 1953 г. госпитальной терапии 2-го Московского медицинского института. Специализировался на лечении инфаркта миокарда. Изучал вопросы дифференциальной диагностики основных форм коронарной болезни (стенокардии, мелко- и крупноочагового инфаркта миокарда). Занимался изучением осложнений инфаркта миокарда (кардиогеный шок, нарушения ритма и проводимости). Изучал патогенез коронарного атеросклероза, сердечную аритмию, проблемы хронической сердечной недостаточности.
П.Е. Лукомский был первым председателем Всесоюзного кардиологического научного общества, председателем Научного совета по сердечно-сосудистым заболеваниям при АМН СССР, членом правления Всесоюзного научного общества терапевтов. В течение ряда лет - главный терапевт Минздрава СССР. Известно также, что в марте 1953 г. он участвовал в попытках реанимации И.В. Сталина, когда его разбил третий инсульт (1 марта 1953 г.). Имеет государственные награды.
Скончался П.Е. Лукомский 8 апреля 1974 года, похоронен в Москве на Новодевичьем кладбище (7 уч. 9 ряд).