С 1873 года и до конца жизни Пётр Семёнов был бессменным вице-председателем ИРГО и фактически руководил его деятельностью.
Благодаря усилиям Семёнова, сумевшего собрать около себя авторитетных ученых, горячо преданных географии, Императорское Русское географическое общество выдвинулось в первые ряды географических обществ мира.
Пётр Петрович был награждён высшей наградой Российской империи – орденом Андрея Первозванного. К концу жизни он был избран почетным членом 53 русских и зарубежных научных учреждений, действительным членом 12 и членом-корреспондентом 8 научных обществ.
В честь него названы ледник и пик в Центральном Тянь-Шане, близ Хан-Тенгри, вершина в Монгольском Алтае, хребет к югу от озера Кукунор, вершины на Шпицбергене, Аляске, Кавказе и другие географические объекты, многочисленные виды растений и животных.
В 1906 году, в 50-летнюю годовщину Азиатской экспедиции, Петру Семёнову по указу императора Николая II было дозволено присоединить к своей фамилии название исследовавшейся им местности Тянь-Шань и именоваться впредь Семёновым-Тян-Шанским.
В качестве руководителя ИРГО Семёнов был духовным отцом большинства известных русских путешественников по внутренним районам Азии: Николая Северцова, Григория Потанина, Николая Пржевальского, Михаила Певцова, Чокана Валиханова, Петра Козлова, Григория Грумм-Гржимайло и других.