С июня 1941 года Петр Андреевич Пилютов принимал участие в Великой Отечественной войне на Ленинградском фронте в качестве заместителя командира 154-го истребительного авиационного полка. 17 декабря 1941 года над Ладожским озером при одиночном полете с целью прикрытия транспортных самолетов из блокадного Ленинграда капитан Пилютов столкнулся с шестью истребителями противника. В неравном воздушном бою он сбил два вражеских самолета и, несмотря на ранения, сумел посадить свой подбитый самолет. Врачи, оперировавшие летчика, насчитали на его теле 21 рану. Через некоторое время Пилютов вновь вступил в строй защищать небо Ленинграда и Ладоги от самолетов противника. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 10 февраля 1943 года Петру Андреевичу Пилютову было присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».
К 9 мая 1945 года гвардии подполковник П. А. Пилютов совершил 344 боевых вылета, провел 74 воздушных боя, сбил не менее 14 самолетов противника лично и один в составе группы.
После окончания войны Петр Андреевич продолжал службу в авиации. Последний полет П. А. Пилютова состоялся 12 января 1955 года, после чего по состоянию здоровья летчик был уволен в запас. Петр Андреевич жил и работал в Ленинграде, занимался воспитанием подрастающего поколения.
В честь Петра Андреевича Пилютова, Героя Советского Союза, летчика, защищавшего в Великую Отечественную войну ленинградское небо и небо Ладоги от фашистских люфтваффе, 1-я Комсомольская улица в Сосновой Поляне была переименована в 1964 году в улицу Летчика Пилютова. В память о герое установлены две мемориальные доски, одна на стене дома по адресу: улица Летчика Пилютова, дом 36, вторая — на здании школы № 242. С 1972 года в этом учебном заведении работает школьный музей Героя Советского Союза Петра Андреевича Пилютова и его боевых друзей.