Absolvoval aplikovanou informatiku na Fakultě informatiky Masarykovy univerzity. V rámci studia byl Petr Hladík pět měsíců na stáži v Portugalsku. Pracoval jako projektový manažer a konzultant v menší brněnské firmě. V roce 2010 uváděl své povolání jako analytik informačních systémů.
Od roku 2010 člen KDU-ČSL Petr Hladík byl ve volbách téhož roku zvolen zastupitelem městské části Brno-sever a posléze i tamním radním. Ve volbách 2014 mandát obhájil. V červnu 2015 se stal místostarostou městské části.
V letech 2012 až 2015 byl Petr Hladík předsedou Mladých lidovců.
Ve volbách 2014 se Petr Hladík dostal i do Zastupitelstva města Brna. Dne 21. června 2016 získal funkci 1. náměstka primátora města.
V krajských volbách 2012 a 2016 Petr Hladík neúspěšně kandidoval za KDU-ČSL do Zastupitelstva Jihomoravského kraje. Štěstí mu nepřálo ve volbách v roce 2013 do Sněmovny a roku 2014 do Evropského parlamentu.
Ve volbách 2018 Petr Hladík posty v zastupitelstvech obhájil, stejně jako ve volbách 2022, to již coby místopředseda KDU-ČSL.
Po parlamentních volbách 2021 byl Petr Hladík adeptem na ministra životního prostředí. Funkci odmítl. Nabídku přijal až v říjnu 2022 poté, co Anna Hubáčková na křeslo ve vládě ze zdravotních důvodů rezignovala.
Záhy Petra Hladíka začala vyšetřovat policie, a tak jej nakonec KDU-ČSL do vlády nenominovala a řízením ministerstva byl k 1. listopadu 2022 prezidentem republiky pověřen Marian Jurečka.
Do funkce ministra životního prostředí Petra Hladíka jmenoval prezident Petr Pavel v březnu 2023.
Mezi koníčky Petra Hladíka patří sport, zejména fotbal, a práce na zahradě.
Petr Hladík je ženatý. S manželkou Zuzanou má pět dětí.