Né dans la famille d'un fermier, Petras Klimas est scolarisé à l'école primaire Kazys Boruta à Liudvinavas (municipalité de Marijampolė). Il participe au mouvement de libération nationale en éditant notamment en 1908, avec plusieurs camarades du gymnase, un journal révolutionnaire clandestin. Les exemplaires du périodique sont saisis par des gendarmes. Avec quatre autres élèves Klimas est renvoyé du gymnase, mais défendu par Andrius Bulota(lt), il sera finalement réintégré. Il finit ses études secondaires en 1910. Il collabore activement avec le journal libéral Aušrinė et y occupe le poste de rédacteur en 1911.
En 1914, il est diplômé de la faculté de droit de l'université Lomonossov de Moscou. En 1915, dès son arrivée à Vilnius, alors que la Première Guerre mondiale bat son plein, il intègre l'association caritative d'assistance aux victimes de la guerre. Sous l'occupation allemande, il est arrêté en , dans la maison de son père, pour l'incitation au soulèvement armé et la propagande de l'indépendance de la Lituanie, il est condamné à trois mois de prison.
Le 15 septembre 1923, il fut nommé envoyé extraordinaire et ministre plénipotentiaire en Italie. Le 20 mai 1925, il fut ensuite nommé aux mêmes fonctions en France, où il travailla avec le poète français d’origine lituanienne Oscar Milosz. Petras Klimas fut également accrédité en Belgique, au Luxembourg, en Espagne et au Portugal.
Le 2 novembre 1939, à Paris, il rencontra Bronius Balutis et Stasys Lozoraitis, avec lesquels il rédigea un mémorandum secret destiné au ministre lituanien des Affaires étrangères Juozas Urbšys, dans lequel étaient examinées les possibilités d’un repli du gouvernement lituanien à l’étranger. Klimas fut profondément bouleversé par les informations relatives à l’ultimatum du 14 juin 1940 et à l’entrée de l’Armée rouge en Lituanie, le 15 juin.
Légation de Lituanie à Paris (représentation diplomatique de la Lituanie à Paris), 1930.
À l’approche de l’armée allemande vers Paris, il se replia avec le gouvernement français à Bordeaux, puis à Vichy. Toute son importante bibliothèque restée à Paris, ainsi que ses meubles, ses vêtements et sa vaisselle, furent pillés.
Après l’annexion des États baltes par l’Union soviétique, Petras Klimas remit, le 4 août 1940, une note au ministre français des Affaires étrangères, dans laquelle il demandait la non-reconnaissance de l’occupation de la Lituanie.
Au printemps 1941, la famille Klimas s’installa à Grasse. Le 18 septembre 1943, Petras Klimas fut arrêté par la Gestapo. Pendant plusieurs mois, il fut incarcéré successivement dans des prisons en France, en Belgique, en Allemagne et en Pologne, transféré d’un lieu de détention à l’autre dans des wagons à bestiaux et soumis à la faim. Le 19 mars 1944, épuisé par les privations, il fut conduit à la prison de Kaunas, en Lituanie, puis remis en liberté.
À l’approche de l’Armée rouge, il choisit de rester en Lituanie. Pendant huit mois, il travailla dans l’exploitation agricole du professeur Tadas Ivanauskas, où il fut arrêté par le NKVD le 19 septembre 1945. Des poursuites furent engagées contre lui pour avoir rédigé, en français, un mémorandum défendant l’idée du rétablissement de l’indépendance de la Lituanie. Il fut également accusé d’avoir adressé au gouvernement français une protestation contre l’action de l’URSS en Lituanie en 1940 et d’avoir participé à la conférence des envoyés lituaniens à Rome. Il fut condamné à dix ans de détention dans un camp et interné dans la région de Tcheliabinsk.
Le 1er janvier 1954, très affaibli par la dégradation de son état de santé consécutive à son internement en Sibérie, il rentra en Lituanie. Il ne revit jamais sa famille, restée en France.
