Родился Пётр Брайко 9 сентября 1919 года в селе Митченки (ныне Бахмачского района Черниговской области Украины). В 1937 году окончил Конотопский педагогический техникум и некоторое время работал учителем.

С августа 1938 года – в Красной армии. В 1940-м окончил Московское военно-техническое училище НКВД СССР имени Менжинского. Был направлен командиром взвода связи в 16-й оперативный пограничный полк Западного пограничного округа. Затем проходил службу на 13-й пограничной заставе 97-го пограничного отряда на Украине.

С первого дня Великой Отечественной войны – на фронте. Героически сражался на заставе, затем с уцелевшими пограничниками более месяца выходил из окружения. Пройдя свыше 500 километров, перешёл линию фронта под Киевом и в августе 1941 года был зачислен в 4-й мотострелковый полк НКВД командиром роты связи. Однако в Киевском котле в сентябре 1941 года почти все наши воины погибли. Лейтенант Брайко был ранен, скрывался у местных жителей, неоднократно его арестовывали. Но ему удавалось бежать, в том числе из Дарницкого лагеря военнопленных.

В феврале 1942 года, после очередного побега, попал в Путивльский партизанский отряд Сидора Артемьевича Ковпака. Сначала был зачислен рядовым бойцом, затем командовал взводом, ротой, был начальником разведки. В 1943 году стал начальником штаба входившего в соединение Ковпака Кролевецкого партизанского отряда, потом командовал этим отрядом. В 1944 году Петра Брайко назначили командиром 3-го полка 1-й Украинской партизанской дивизии. Возглавил проведение свыше 100 боевых операций. Участвовал в семи походах по тылам врага. За время рейда по западным областям Украины и восточным воеводствам Польши полк уничтожил сотни гитлеровцев и пустил под откос 4 вражеских эшелона. В посёлке Мир (Кореличский район Гродненской области) полк разгромил 9 маршевых батальонов противника.

7 августа 1944 года Петру Евсеевичу Брайко присвоено звание Героя Советского Союза.

18 октября 1948 года Герой был арестован по обвинению в антисоветской деятельности и по статье 58 был лишён воинских наград и осуждён на 10 лет. 24 октября 1953-го полностью реабилитирован, с восстановлением наград (Указ Президиума Верховного Совета СССР от 2 января 1954 года). В январе 1954 года был вновь зачислен слушателем Военной академии имени М. В. Фрунзе, по окончании которой его направили во внутренние войска МВД СССР заместителем командира войсковой части 7576 в Москве. Затем в 1959 году он возглавил внутренние войска МВД Казахской ССР.

После увольнения в запас (1960) окончил Литературный институт имени А. М. Горького (1968) и создал более 20 художественных произведений по исторической тематике. Участвовал в общественной работе Совета ветеранов.

Умер 7 апреля 2018 года в возрасте 99 лет. Похоронен на Троекуровском кладбище в Москве.