Fue de los primeros en alzarse en armas contra el colonialismo español, el 9 de octubre de 1868, en su hacienda La Caridad, en el feudo de Macaca, en el actual municipio granmense de Media Luna.
Al conocer los planes de sublevación para el día siguiente exclamó: “Para qué esperar a mañana, si podemos hacerlo hoy”. Esta frase expresaba su amor a la patria y las ansias de independencia de los cubanos.
El brigadier bayamés Pedro María de Céspedes y del Castillo, consecuente con su accionar revolucionario, organizó la división de Vicana, compuesta por unos 800 patriotas, con la cual libró numerosos combates contra el enemigo en los sectores de Manzanillo, Bayamo y Las Tunas.
A raíz de la Constitución de Guáimaro, asumió como gobernador del Estado de Oriente, siendo el artífice de la creación de las prefecturas mambisas, hospitales, zapaterías, correos y tribunales civiles, entre otras instituciones de la Revolución.
En noviembre de 1872, salió de Cuba Libre en comisión especial del gobierno, a bordo de una frágil embarcación que lo llevó hasta la isla de Jamaica. Luego se trasladó a Nueva York, donde contactó al vicepresidente de la República, Francisco Vicente Aguilera, y otros dirigentes de la emigración patriótica, para organizar expediciones armadas.
Formó parte del tercer viaje del vapor Virginius a Cuba, contento de llevar a sus hermanos armas, ropas y medicinas. Pero el 29 de octubre de 1873, a la vista del Pico Turquino, fueron detectados y perseguidos por el barco de guerra español Tornado, el que, finalmente, los apresó en las aguas jurisdiccionales de Jamaica. Los expedicionarios fueron conducidos a la ciudad de Santiago de Cuba.
Los 102 expedicionarios fueron sometidos a consejo de guerra acusados de piratería. El brigadier Juan Nepomuceno Burriel, comandante de la plaza de Santiago de Cuba, con el respaldo del capitán general Joaquín Jovellar, ordenó la ejecución de los todos los prisioneros.
No obstante, el 3 noviembre, el brigadier Burriel se entrevistó con Pedro María de Céspedes, tratando de convencerlo de que dirigiera una carta a su hermano Carlos Manuel de Céspedes, a quien se le ofrecería la vida de los expedicionarios a cambio de que se presentara a las autoridades coloniales. Pedro supo rechazar con dignidad semejante propuesta, consciente de que el hombre de La Demajagua jamás la aceptaría.
Los primeros en ser llevados ante el pelotón de fusilamiento, el 4 de noviembre de 1873, a las 6:00 de la mañana, fueron los cuatros jefes de la expedición: los brigadieres Bernabé de Varona, Pedro María de Céspedes y William Ryan y el coronel Jesús del Sol Cordero.
De la recia personalidad de su hermano escribió Carlos Manuel de Céspedes: “Su entusiasmo por la causa de Cuba, a quien sacrificaba su familia numerosa, indigente e inútil, lo trajo otra vez a estas playas contra mi parecer, gozoso, sin duda, de esos recursos a sus hermanos, los patriotas combatientes. Alcanzó una muerte honrosa, mártir de sus opiniones, y yo quedo en la tierra para llorarlo, socorrer a sus hijos y vengarlo, antes que me llegue el turno de abrazarlo en los dominios de la nada”.
Y de seguido estampó una especie de profecía: “Pueda mi fin ser tan glorioso como el de estos valientes cubanos. ¡Honor y loa eterna a sus restos y a su noble memoria!”