Впервые в дивизии стал применять тактику лётчика-охотника, лётчика, вылетающего на свободный поиск противника, и его атаки с больших высот открывали новые возможности в уничтожении противника.

В первом же таком вылете «на охоту» Агеев сбил внезапной атакой Ме-110, фотографировавшего наши позиции. 7 сентября 1942 года вступил в бой с четырьмя Me-109. Был тяжело ранен, но из боя не вышел. Сбил один «мессершмитт», другой принудил к посадке на советский аэродром.
К началу 1943 года старший лейтенант Агеев совершил 160 успешных боевых вылетов на самолётах ЛаГГ-3, Як-1, Як-7б. В воздушных боях сбил лично 6 и в составе группы — один самолёт противника.
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 14 февраля 1943 года за образцовое выполнение боевых заданий командования на фронте борьбы с немецко-фашистским захватчиками и проявленные при этом мужество и героизм старшему лейтенанту Агееву Петру Григорьевичу присвоено звание Героя Советского Союза с вручением ордена Ленина и медали «Золотая Звезда».
На момент представления к награде П. Г. Агеев был беспартийным.