Petr Konvalinka vystudoval na Fakultě stavební Českého vysokého učení technického v Praze (ČVUT) obor Konstrukce a dopravní stavby. V roce 2002 byl jmenován docentem v oboru Teorie stavebních konstrukcí a materiálů. O šest let později byl jmenován profesorem ve stejném oboru. Od roku 2014 je členem Inženýrské akademie ČR.
Od roku 1984 pracoval Petr Konvalinka na ČVUT jako akademický pracovník, přednášel předměty stavební mechaniky a soustavně se zabýval výzkumnou a experimentální činností. Byl řešitelem a spoluřešitelem významných projektů základního i aplikovaného výzkumu (Centrum excelence GA ČR, projekty MPO, MŠMT, MV, GA ČR a TA ČR). V letech 2014 – 2018 působil ve funkci rektora ČVUT, s účinností od 26. září 2018 byl jmenován Vládou ČR do funkce předsedy Technologické agentury ČR.
Během své kariéry se Petr Konvalinka zabýval výzkumnou činností zejména v oblasti experimentální a numerické mechaniky, analýzy materiálových a konstrukčních vlastností stavebních materiálů, v oblasti destrukcí stavebních konstrukcí, a také v oblasti statických a dynamických zatěžovacích zkoušek mostů a inženýrských konstrukcí.