По мнению современников, с приходом Обольянинова в прокуратуру «дела пошли хуже прежнего; произвол водворился окончательно и над людьми, и в деловых решениях. Генерал-прокурор слепо исполнял все полученные повеления и никогда не возражал». Отсутствие у Петра Хрисанфовича образования сказывалось во всем: писал он с ошибками, коверкал многие названия и слова, с сослуживцами был груб и часто ругал их, не стесняясь в выражениях. Несмотря на свой грубый нрав, Обольянинов ценил и всячески выделял талантливых сотрудников. Так, когда по указанию Павла I все чиновники Сенатской канцелярии, служившие при Беклешове, подлежали увольнению, он сумел отстоять М. М. Сперанского, разглядев в нем весьма способного человека.
П. Х. Обольянинов пользовался полным доверием Павла I. Своей близостью к монарху он вызывал трепет у самых высоких сановников. Почти все доклады императору шли только через генерал-прокурора, который, по выражению Д. Б. Мертваго, служившего вместе с ним, «уподобился великому визирю».
Время царствования Павла I было очень тяжелым. В обществе усилилась подозрительность, репрессии приняли еще более зловещий характер. По поручению императора генерал-прокурор Обольянинов организовывал слежки даже за самыми высшими сановниками, подозреваемыми в чем-либо предосудительном. В частности, Павел I санкционировал «наблюдение за поведением» сына знаменитого фельдмаршала Николая Румянцева, за бывшими своими фаворитами — князьями Алексеем и Александром Куракиными, графами Кириллом и Андреем Разумовскими и другими лицами.
Строгий и требовательный, Петр Хрисанфович все же не страдал излишней подозрительностью. Именно этим и воспользовались участники заговора против Павла I, избрав дом генерал-прокурора местом своего сбора.
11 марта 1801 года, в ночь убийства Павла I, Обольянинов был арестован, а 16 марта отправлен в отставку. В течение последующих 17 лет он проживал в своем доме в Москве, не занимаясь ни государственной, ни общественной деятельностью. Затем московские дворяне избрали его своим предводителем. Впоследствии он еще дважды удостаивался этой чести, а в 1828 году, когда его хотели избрать на четвертый срок, категорически отказался. После 14 декабря 1825 года Обольянинов проявил известное мужество, на которое тогда не все могли решиться: он смело ходатайствовал о смягчении участи декабриста Е. П. Оболенского, приговоренного к смертной казни, замененной затем каторжными работами.
П. Х. Обольянинов был женат на Анне Александровне, урожденной Ермолаевой.
Последние годы своей жизни Петр Хрисанфович провел в селе Толожня Новоторжокского уезда Тверской губернии, где и скончался 22 сентября 1841 года, на 90-м году от рождения. Погребен в местной приходской церкви.