Участник Великой отечественной войны. Герой Советского Союза. Командир 5-й стрелковой роты 221-го гвардейского стрелкового полка 77-й гвардейской Черниговской стрелковой дивизии 69-й армии 1-го Белорусского фронта, гвардии капитан.
Родился 17 августа 1921 года в селе Новомариновка Первомайского района Томской области.
Участник Великой Отечественной войны с июня 1941 года. Командовал стрелковым взводом, ротой. Воевал на Западном, Юго-Западном, Центральном, Белорусском, 1-м Белорусском фронтах. Член КПСС с 1945 года. В боях трижды ранен.
Участвовал:
- в Смоленском сражении, в наступательных боях в районе города Рогачёв, в оборонительных боях в Сумской и Белгородской областях, в том числе в районе городов Обоянь и Губкин – в 1941-42 годах;
- в боях за города Миллерово, Сталобельск, Кременная, в прорыве обороны противника на Курской дуге, в освобождении Черниговской области, в Речицкой операции – в 1943;
- в боях в районе посёлка Паричи Гомельской области, в боях на Пулавском плацдарме – в 1944;
- в Висло-Одерской операции, в том числе в освобождении городов Зволень, Радом, в форсировании Одера, в Берлинской операции, в боях за выход на реку Эльба – в 1945.
Командир роты 221-го гвардейского стрелкового полка гвардии капитан Пастырёв первым в полку 14 января 1945 года поднял роту в атаку и ворвался в город Зволень (Польша). В уличных боях нанёс врагу большой урон в живой силе и технике. При дальнейшем наступлении рота Пастырёва первой вышла на Польско-Германскую границу.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 27 февраля 1945 года за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецко-фашистскими захватчиками и проявленные при этом мужество и героизм гвардии капитану Пастырёву Петру Иосифовичу присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда» (№ 5576).
С 1946 года капитан П.И.Пастырёв – в запасе. Жил в городе Красноярск. Работал в городском аэропорту. Умер 16 февраля 1975 года. Похоронен в Красноярске на кладбище «Бадалык».
Награждён орденом Ленина, медалями.