3 января 1804 года русские войска начали штурм крепости Гянджа, предупреждая намерения тамошнего правителя Джават-хана захватить Кахетию. Рота Котляревского была на острие атаки. Во время штурма крепостной стены штабс-капитан был ранен в ногу. Из-под огня его вынес молодой офицер Михаил Воронцов, будущий всесильный начальник всего юга России. Спустя 30 лет кавказский наместник князь Воронцов установит в Гяндже обелиск в честь Котляревского. Сам Пётр Степанович получил за этот штурм чин майора.
Летом 1804 года Персия объявила России войну, которая затянулась на девять лет. Многие её сражения связаны с именем Котляревского. Летом 1805 года его рота в составе отряда полковника Карягина из 600 человек участвовала в сражении с двадцатитысячной персидской армией в урочище Кара-Агач-баба. Вырвавшись из окружения, отряд, по предложению Котляревского, взял штурмом крепость Шах-Булах, где выдержал 13-дневную осаду. Позднее Котляревский успешно оборонял крепость Мухрат. Неподалёку от Мухрата произошёл героический эпизод, воспетый поэтами и художниками. На пути к крепости дорогу русскому отряду преградил глубокий ров. Налаживать мост было некогда – на пятки наседали персы. Тогда егеря стали бросаться в ров, создавая мост из собственных тел. По людям лошади протащили пушки и прошёл весь остальной отряд. Живыми изо рва встали всего двое. Когда 15 июля к Мухрату подошли основные русские силы, в строю осталась всего сотня его защитников.
В 1806 году Котляревский отличился в сражении при Хонашинском проходе, в 1808-м – при деревне Кара-баба, участвовал в штурме Нахичевани. В 1809 году новый командующий войсками на Кавказе генерал Тормасов поручил 27-летнему полковнику Котляревскому оборону всего Карабаха от персидских войск Аббас-Мирзы. 14 июня 1810 года русский отряд, состоявший из 400 пеших и 40 конных воинов, штурмом взял считавшуюся неприступной и обороняемую двухтысячным гарнизоном горную крепость Мигри. Потери Котляревского при этом составили всего 7 человек. Разгневанный Аббас-Мирза приказал отбить Мигри и бросил на это дело пятитысячное войско. Но Котляревский сам напал на лагерь персов, наголову его разбив. Русских было так мало, что они получили приказ пленных не брать, а все трофеи сваливать в Аракс. Персы в ужасе бросались в реку, но на другой берег Аракса смогли выбраться лишь две с половиной тысячи воинов. За это сражение Котляревский был пожалован золотой шпагой с надписью на клинке «За храбрость».
В 1811 году силу Котляревского испытали на себе уже турки. Перед его отрядом была поставлена задача овладеть крепостью Ахалкалаки на юге Грузии. Несмотря на отчаянное сопротивление турок, крепость пала, причём при штурме погибли всего 30 русских. В 29 лет за действия в Грузии Котляревский получил чин генерал-майора.
Тем временем Аббас-Мирза вторгся в Карабах. Петру Степановичу вновь поручили защиту уже знакомых ему мест. Фамилия Котляревского производила волшебное действие: узнав о его прибытии в Карабах, персидское войско в страхе бежало за Аракс, унося с собой награбленное.
Начавшаяся война с Наполеоном заставила Россию искать мира на Кавказе. Аббас-Мирза, почувствовав слабину, начал затягивать переговоры, нападая при этом на дружественные русским города и селения. Котляревский, понимая, что персы уважают только силу, нарушил приказ начальства и начал боевые действия против Аббас-Мирзы. 19 октября 1812 года 2221 человек под командованием Котляревского атаковали 30-тысячный персидский лагерь. Заметивший приближение противника, Аббас-Мирза самодовольно заявил английским советникам, что «русские сами лезут ко мне на нож». Спустя двое суток ожесточенного боя от его самодовольства не осталось и следа. Персы в ужасе бежали, потеряв весь обоз, всю артиллерию, 537 человек пленными и около девяти тысяч убитыми. В победной реляции Котляревский, чьи потери составили всего 28 убитыми и 99 ранеными, записал, что у противника погибло полторы тысячи человек. На вопрос офицеров, почему эта цифра явно не соответствует количеству вражеских трупов, Пётр Степанович вздохнул: «Всё равно ведь не поверят». За такое успешное «невыполнение приказа» Котляревский получил звание генерал-лейтенанта и орден Святого Георгия третьей степени.
В новогоднюю ночь 1 января 1813 года войска Котляревского атаковали крепость Ленкорань – опорный пункт персидских сил в Азербайджане. Мощные стены крепости защищалась сильным гарнизоном. В самом начале штурма русские потеряли почти всех офицеров. На стены Ленкорани своих солдат повёл сам генерал Котляревский. Не обращая внимания на ранение в ногу, он с обнажённой наградной шпагой направлялся к приставным лестницам, когда две персидские пули попали ему в голову. Воодушевлённые командиром русские солдаты после яростной рукопашной схватки на стенах, овладели крепостью. Тело генерала только днём нашли в груде трупов. Неожиданно Котляревский открыл уцелевший глаз и очнулся… Выходившему его полковому лекарю Пётр Степанович до самой своей смерти будет выплачивать пенсион из собственных средств.
За взятие Ленкорани генерал Котляревский был удостоен ордена Святого Георгия второй степени. Потеря крепости заставила персидского шаха начать мирные переговоры. 24 октября 1813 года был подписан Гюлистанский мир, по которому Персия признала вхождение в состав Российской империи Восточной Грузии и северной части современного Азербайджана, Имеретии, Гурии, Менгрелии и Абхазии. Пётр Степанович на подписании мирного договора не присутствовал – ещё с 9 июля он числился в бессрочном отпуске до полного исцеления многочисленных ран. Однако сам генерал прекрасно осознавал свой и своих солдат вклад в этот крайне выгодный для России мир. Понимали значение подвигов Котляревского и современники: вместе со 107 трофейными знамёнами наполеоновской армии в Казанском соборе в Санкт-Петербурге в 1813–1814 годах были выставлены два персидских штандарта, захваченных отрядом Котляревского в Ленкорани. В то же время генерал понимал, что подвиги его егерей останутся в тени событий на европейском театре военных действий. «Кровь русская, пролитая в Азии, на берегах Аракса и Каспия, не менее драгоценна, чем пролитая в Европе, на берегах Москвы и Сены, а пули галлов и персиян причиняют одинаковые страдания», – писал Котляревский.
В 1814 году Пётр Степанович на 50 тысяч рублей, подаренных ему Александром I, купил село Александрово в Екатеринославской губернии. В обширное имение 32-летний отставной генерал перевёз своего престарелого отца. Семейная жизнь Котляревского не удалась. В 1816 году он женился на 17-летней Варваре, дочери своего сослуживца майора Енохина, но через год молодая супруга умерла при родах. Не выжил и младенец. Раны доставляли генералу постоянную мучительную боль. Он не мог сам управлять имением, и всеми делами заведовал его боевой товарищ, подполковник Иосиф Шультен.
В 1826 году в связи с началом новой русско-турецкой войны Николай I присвоил Котляревскому чин генерала от инфантерии, рассчитывая назначить его командующим кавказской армией. Но ветеран от этой должности отказался, сославшись на непроходящую боль от ран. Он физически не мог переносить холодов и с середины осени до мая даже не выходил на улицу. Из-за этого в конце 1820-х Котляревский перебрался в тёплую Феодосию, купил дачу «Добрый приют» и проводил на ней время, общаясь с жившими в Крыму старыми боевыми товарищами.
