Советский авиаконструктор. Окончил МВТУ(1922). В 1917-1918 техник-чертежник авиационного расчетно-испытательного бюро при аэродинамической лаборатории МВТУ. В 1921-1936 году работал в ЦАГИ. Руководил проектированием крыльев многих самолетов АНТ, внедрением в серию бомбардировщиков АНТ-4, АНТ-6, созданием бомбардировщика АНТ-42 (Пе-8). Петляков - один из организаторов металлического самолетостроения в СССР.

Совместно с Беляевым создал методику расчета свободнонесущего крыла с жесткой обшивкой. С 1936 года - главный конструктор. Был репрессирован и в 1937-1940 году работал в ЦКБ-29 НКВД над самолетом Пе-2. Погиб в авиакатастрофе. Лауреат государственной премии (1941).  Награжден орденами и медалями СССР.