P. F. Scholander var en internasjonalt kjent fysiolog hvis forskningsfelt spente fra dykkefysiologi, klimatisk tilpasning hos dyr og mennesker og svømmeblærefysiologi hos fisk til de helt generelle prinsipper for oksygendiffusjon i blod og vev, og til osmose og vannopptak/-transport hos planter.
Scholander vokste opp i Sverige med svensk far og norsk mor, men flyttet med sin mor til Oslo da foreldrene ble skilt. Han studerte medisin ved Universitetet i Oslo og ble cand.med. 1932; samme år ble han ansatt som universitetslektor i anatomi. Men det var naturvitenskap, særlig biologi, som var hans store interesse. Som student var han med på ekspedisjoner til arktiske strøk i to sesonger og samlet et omfattende materiale av planter og lav. Han disputerte 1934 for den filosofiske doktorgrad på en undersøkelse av karplanter fra Svalbard, og samme år ble han universitetsstipendiat.
På sine reiser i arktiske strøk var Scholander blitt slått av dykkende dyrs levevis og ville undersøke det fysiologiske grunnlaget for de langvarige dykk som sel kunne utføre. Grunnleggende forsøk på sel ble gjort ved Fysiologisk institutt i Oslo, hvor Scholander viste sine evner som konstruktør av vitenskapelige instrumenter.
1939 fikk Scholander Rockefeller-stipend for å studere i USA. Det ble et langvarig opphold. Under den annen verdenskrig tjenestegjorde han i US Army Air Force som forskningsoffiser og ble tildelt krigsdekorasjonene Soldier's Medal for Valor (for en redningsoperasjon på Aleutene) og Legion of Merit (for utvikling av et utskytningssete for flygere).
Etter krigen arbeidet Scholander flere år i Alaska med forskning på dyrs varmeregulering i arktiske strøk. En ekspedisjon til Panama fremskaffet data til det komparative aspekt – dyrs tilpasning til varme. Dernest fulgte et par års opphold ved Harvard Medical School, hvor han utviklet apparatur for måling av oksygenforbruket i enkeltceller. Derfra gikk turen til Woods Hole Oceanographic Institution i Massachusetts.
Scholander ble utnevnt til Norges første professor i zoofysiologi ved Universitetet i Oslo (UiO) 1955, ved et nyopprettet institutt som fikk tilhold i den første bygning som ble reist i universitetsanlegget på Blindern etter den annen verdenskrig. Forberedelsene til å etablere zoofysiologi som eget fag hadde pågått i 20 år. Det var professor i marin biologi, senere rektor Johan T. Ruud, som ivret sterkest for å etablere faget og for å kalle Scholander. I Oslo satte Scholander seg i første omgang fore å undersøke menneskets temperaturregulering og tilpasning til kulde; studiene omfattet “hvite”, samer, aboriginer i Australia og indianere på Ildlandet. Han satte også i gang undersøkelser av dyrefysiologisk, plantefysiologisk og endog glasiologisk art sammen med en rekke gjesteforskere fra inn- og utland og norske hovedfagsstudenter. Han var glødende opptatt av sin vitenskap og en fantastisk inspirator og veileder for sine studenter og medarbeidere, men underviste ikke i vanlig forstand. Problembasert læring – PBL – var den form for undervisning han gav, lenge før denne betegnelsen ble tatt i bruk.
Scholander sluttet ved UiO etter bare tre år og reiste til Scripps Institution of Oceanography ved University of California i San Diego, hvor han var blitt invitert til å etablere en ny forskningsenhet for basal fysiologisk forskning. Han skrev i sin selvbiografi at tanken på å skulle være ansvarlig for undervisningen i Oslo var uutholdelig. Dessuten gav han alltid uttrykk for sin misbilligelse av universitetets knappe bevilgninger. Ved Scripps Institution var han professor til 1973, da han ble professor emeritus. Han satte i gang en rekke forskningsprogrammer og fikk også bygd et forskningsfartøy, Alpha Helix, som ble benyttet på tokt i tropiske og arktiske strøk.
P. F. Scholander var medlem av Det Norske Videnskaps-Akademi (DNVA) fra 1955, av Kungliga Vetenskapsakademien i Sverige og det amerikanske vitenskapsakademiet. Han var æresdoktor ved University of Alaska og Uppsala Universitet, og 1979 mottok han Framkomiteens Fridtjof Nansen-belønning. For sin innsats ved Scripps Institution ble han hedret med at den bygning som bl.a. huset fysiologi, fikk navnet Scholander Hall.