En 1912, Péronneau sert en tant officier du génie dans l'ouest marocain quand il est transféré à l'aviation. Dès le début de la Première Guerre mondiale, il est affecté au 1erGroupe d'aviation. Le , il commence une formation de pilote à Avord. Le , il reçoit le brevet de pilote militaire no2026. Le , il est affecté à l'Escadrille 49(en), puis à l'Escadrille 65(en), le . Péronneau y réalise 150 heures de vol et prend part à une douzaine de combats. Le , il est promu au grade d'adjudant. Il a reçu son affectation définitive de la guerre le , quand il fut transféré à l'Escadrille N81 ('N' signifiant que les pilotes de l'Escadrille volent avec des avions Nieuport)[1].
Le , il est promu adjudant-chef. Le , il remporte sa première victoire au détriment d'un avion de reconnaissance biplace Halberstadt, une victoire qu'il partage avec Pierre de Cazenove de Pradines. Peronneau est cité à l'ordre de l'armée pour cette victoire, ainsi que pour avoir endommagé deux avions ennemis au cours du mois précédent. Au total, il reçoit cinq citations. Le , Cazenove de Pradines et Péronneau abattent un autre biplace, au-dessus de Verdun. Puis, les et , il remporte deux nouvelles victoires au-dessus de Courouvre et du Fort de Génicourt – seul cette fois – ce qui élève son total à quatre victoires à la fin de l'année 1917. Le , il reçoit la Médaille militaire, en plus de la Croix de guerre avec huit palmes et une étoile d'argent dont il avait été décoré précédemment[1].
En 1918, l'Escadrille 81 est rééquipée avec des SPADs. Péronneau utilise le sien pour remporter sa cinquième victoire, le . Le lendemain, il partage une nouvelle victoire avec Marcel Dhôme. Il attend deux mois avant son prochain succès, qu'il remporte en faisant équipe avec André Herbelin, le au-dessus de Nogent-l'Abbesse. Péroneau remporte ses deux dernières victoires le 1er et le , en faisant à nouveau équipe avec Pierre de Cazenove de Pradines. Le , Péronneau est fait Chevalier de la Légion d'honneur.
Après-guerre
Peronneau reste dans l'armée après la guerre. Le , il est promu au grade de capitaine.
Il est fait Officier de la Légion d'honneur avant sa retraite qu'il prend le .
(en) Norman L. R. Franks et Frank W. Bailey, Over the front: a complete record of the fighter aces and units of the United States and French Air Services, 1914-1918, Londres, Grub Street, , 228p. (ISBN978-0-948817-54-0 et 0-948-81754-2, lire en ligne)
