В отличие от большинства офицеров того времени, Петр Врангель не обучался ни в кадетском корпусе, ни в военном училище. Получив начальное домашнее образование, он продолжил его в Ростовском реальном училище, а затем в Горном Институте в Петербурге. После окончания Института он отбывал воинскую повинность вольноопределяющимся 1-го разряда в рядах Лейб-Гвардии Конного полка, а в 1902 году, сдав испытание на чин корнета, был зачислен в запас Гвардейской кавалерии. Сослуживец Врангеля вспоминал, что барон «за несколько месяцев военной службы преобразился в высокомерного гвардейца. Я посоветовал молодому инженеру бросить полк и ехать на работу в знакомую мне с детства Восточную Сибирь. Как это ни странно, но доводы мои подействовали, и Врангель отправился делать карьеру в Иркутск».
Однако неопределенная должность чиновника для особых поручений при иркутском генерал-губернаторе вряд ли могла удовлетворить честолюбивую и деятельную натуру П. Н. Врангеля. Повлияло и начало войны с Японией, после которого он добровольно вступил в Действующую Армию. Участие в смелых кавалерийских налетах и боевых вылазках укрепило волю, уверенность в себе, храбрость и решительность молодого офицера. По оценке его ближайшего соратника П. Н. Шатилова, «на маньчжурской войне Врангель инстинктивно почувствовал, что борьба - его стихия, а боевая работа - его призвание». Тогда же проявилась и присущая ему душевная неуспокоенность, постоянное стремление не останавливаться на достигнутом. Русско-Японская война принесла подъесаулу Забайкальского Казачьего Войска П. Н. Врангелю и первые боевые награды - ордена Святой Анны IV-й степени с надписью «За храбрость» и Святого Станислава III-й степени с мечами и бантом.
В Маньчжурии Петр Николаевич решает, что только военная служба должна стать делом его жизни. В марте 1907 года он возвращается в ряды Лейб-Гвардии Конного полка в чине поручика (гвардейские чины не были равны армейским), в 1909 году «успешно», по существовавшей формулировке, оканчивает Николаевскую Академию Генерального Штаба, в 1910-м -Офицерскую Кавалерийскую Школу, возвращается в родной полк и в 1912 году становится командиром эскадрона Его Величества («шефским», первым в полку). После этого будущее молодого офицера рисовалось достаточно ясным -постепенное продвижение от чина к чину по служебной лестнице, размеренная полковая жизнь, светские балы, военные парады. Прекрасный танцор и дирижер на балах, непременный участник офицерских собраний, остроумный и легкий в общении, интересный собеседник - таким запомнили Врангеля его друзья. Правда, при этом, по словам П. Н. Шатилова, он «обыкновенно не воздерживался высказывать откровенно свои мнения», из-за чего «уже тогда имел недоброжелателей». Удачным был и его брак с фрейлиной, дочерью камергера Высочайшего Двора, Ольгой Михайловной Иваненко, и хотя на первых порах супружеской жизни Петру Николаевичу трудно было расстаться с привычкой к гвардейским развлечениям, офицерским компаниям и пирушкам, тактичное влияние его супруги смогло направить семейную жизнь в более спокойное русло. В семье скоро родились две дочери - Елена и Наталия и сын Петр (второй сын - Алексей - родился уже в эмиграции). Взаимная любовь и верность сопутствовали супругам в течение всей их жизни.
Начало Первой мировой войны изменяет судьбу барона Врангеля, как и судьбу всей России. Уже 6 августа 1914 года у деревни Каушен в Восточной Пруссии происходит сражение, ставшее для него одним из самых ярких эпизодов биографии. Последний резерв дивизии — эскадрон ротмистра Врангеля - внезапной и стремительной атакой захватил германскую артиллерийскую батарею. Сам командир первым ворвался на неприятельские позиции, остальные офицеры эскадрона погибли, 20 солдат было убито и ранено, но бой был выигран.
За Каушен Петр Николаевич получил орден Святого Георгия IV-й степени, в декабре 1914 года он был произведен в полковники (чина подполковника в Гвардии не было) и стал флигель-адъютантом Его Величества, а с октября 1915 года получил под команду 1-й Нерчинский полк Забайкальского Казачьего Войска. В декабре 1916-го Врангель назначается командиром бригады Уссурийской казачьей дивизии, а в январе 1917 года, в возрасте 39 лет, «за боевые отличия» производится в чин генерал-майора. И именно с этого предгрозового для России времени - рубежа 1916-1917 годов - П. Н. Врангель становится уже не просто наблюдателем, а полноправным участником происходивших в стране перемен.