Петроний Гай Аматуни родился в станице Великокняжеской, ныне город Пролетарск Ростовской области. Мать его была казачкой из местных, отец — армянин по имени Гай. Род Аматуни считался дворянским.

Детство П.Г.Аматуни прошло в Армении. С шестнадцати лет юноша Аматуни, влюбленный в авиацию, начинает трудовую жизнь — работает инструктором по авиамоделизму. С этого момента авиация становится частью его жизни, а позже — и литературного творчества. В 1932 году он начал летать на планерах. «Увлекался авиацией, как многие молодые советские парни в то время, — рассказывал о своих первых полетах П. Аматуни. — Думал, что мой путь уже определился сразу и навсегда».

Начав Отечественную войну в кавалерийских частях, он после госпиталя был направлен в училище лётчиков-истребителей ВВС, по окончании его (1944) был оставлен лётчиком-инструктором.

Демобилизовавшись после войны из рядов Советской Армии, П.Аматуни работал лётчиком-инструктором в ДОСААФ; с 1953-го по 1968 год работал в Ростовском авиаотряде «Аэрофлота». Коллеги вспоминают, что это был добрый, уважительный человек, но «карьеры не сделал — так всю жизнь и проработал вторым пилотом на ИЛ-14» (поршневой самолёт с двумя двигателями на 30 мест).

Первый рассказ П. Аматуни опубликован в 1944 году в центральной газете Военно-Воздушных Сил Советской Армии. В 1948 году издана его сказочная повесть "Маленький летчик Пиро" (Ставропольское книжное издательство).

В Ростове вышла в 1957 году фантастическая повесть "Тайна Пито-Као", переизданная московским издательством "Молодая гвардия" в 1959 году и Иркутским - в 1960 году. "Тайна Пито-Као"- первая книга задуманной автором трилогии. В ней рассказывается о прилете на Землю звездолета с вымышленной планеты Гаяна и борьбе, вспыхнувшей в капиталистическом мире за обладание научным наследием гаянцев. Во второй книге - "Тиунэла" - события происходят большей частью в нашей стране. В последних главах с Земли стартует звездолет "Юрий Гагарин", взявший курс на Гаяну. Автор становится членом экспедиции и пишет уже от первого лица. В 1962 году обе книги изданы в Ростове-на-Дону под общим названием "Гаяна". "Парадокс Глебова" - третья, заключительная книга фантастической трилогии была опубликована в 1966г. В 1964 году в Ростиздате вышла сказочная повесть П. Аматуни для младшего школьного возраста "Чао".

Аматуни написал и ряд реалистических повестей, рассказов, очерков, которые засвидетельствовали серьёзность литературной заявки, поиск стиля, манеры (рассказ «Чен» (1953), очерки о пилотах «4000000 километров» (1954), сборник очерков «На борту воздушного корабля» (1954), сборник «На крыльях» (1955) и другие.

В СП СССР принят в 1958 г. Был уполномоченным Литфонда по Ростовской области.

Документальная повесть «Небо людей», опубликованная в журнале «Дон» в 1971 году, написана на основе личных воспоминаний писателя об эпохе становления нашей авиации, о лётчиках Отечественной войны и сегодняшнего дня.

Произведения его переведены на армянский, киргизский, чешский языки.

29 апреля 1982 года писатель умер. Умер неожиданно - от разрыва аорты. Он никогда не жаловался близким на здоровье.

Последние годы жил Ростове-на-Дону в доме, построенном в 1975 на углу ул.Суворова и пер.Журавлёва (пер.Журавлёва, 102). В 1988г. на доме была установлена скромная - как человек, которому она посвящена, - мемориальная доска.