Родился 3 декабря 1918 года в деревне Заднее Пестяковского района Ивоново-Вознесенской губернии. Заслуженный художник РСФСР (1974). Член Союза художников РСФСР с 1950 года. В 1938 году окончил Палехское художественное училище. Учитель - А.В.Котухин. С 1939 года работал в Товариществе художников Палеха. Участник Великой Отечественной войны. Воевал на Калининском фронте, был ранен и контужен. В 1942 году вернулся в Палех. Умер 20 февраля 1980 года, похоронен в Палехе.
Занимался монументальной живописью (деткий сад в Волгограде, школы-интернаты в Анжеро-Судженске и селе Бавтугай Дагестанской АССР, Дворец пионеров в Ярославле, кинотеатр "Руслан" в городе Пушкине Ленинградской области (1971-1972)), театральной декорацией (спектакль "Красные дъяволята" Московского драматического театра им. Н.В.Гоголя (1960-1961)), книжной иллюстрацией. Тематика произведений: фольклор, история, литература, жанровые сцены, тройки, битвы. Участвовал в выставках с 1939 года.
Работы П.Ф.Чалунина хранятся в музеях: ГМПИ, ГРМ, МНИ, ГМЭНР, Всероссийском музее А.С.Пушкина, ПГИАиХМЗ.
