Непростая судьба А.П.Вельяминова, переплетена паутиной с феерическим успехом в творческой карьере. Биографию и личную жизнь актёр нигде не афишировал, и тщательно скрывал от зрителя. Он рассказывал о себе только то, что считал необходимым.
Женат был Вельяминов четыре раза, пока не встретил свою последнюю любовь Танюшу, которая была младше его более чем на 30 лет. Татьяна далеко не творческий человек, до того как выйти замуж, она работала менеджером в банке.
Первый брак Вельяминова был с актрисой Л, Нюхаловой, но продлился он всего лишь два года. Дочь Екатерина пошла по стопам родителей и стала актрисой театра в г.Омске.
Второй раз женился актёр на Г.Гришиной, но спустя 8 лет, он тоже закончился разводом. Сын Сергей закончил ВГИК, но работать в театре, он не захотел и он открыл своё дело. А вот свою дочь, актёр напрочь вычеркнул из своей жизни, ему было больно и стыдно смотреть на её вульгарный образ жизни.
В третий раз женился Вельяминов на Г.Добровольской, с которой прожил менее двух лет. В этом браке детей не было.
Четвёртой женой актёра стала Е. Маневич, в браке они прожили 10 лет, но частые скандалы, привели к разводу.
Самым счастливым, прочным и долгим был брак актёра с Т.Танаковой, прожили они более 20 лет. После неудачной беременности, пара решила детей не заводить.
Он нашёл ту единственную и неповторимую, которая всегда была рядом до последнего вздоха. В своём последнем интервью, он сказал: «Я счастливый человек, меня не сломили невзгоды и жёсткие испытания судьбы и всё это благодаря моей Татьяне».
После продолжительной болезни14.06.2009 г. Пётр Вильямов ушёл из жизни.