Petr Motloch ukončil v roce 1992 studium herectví na JAMU v Brně, poté působil dvě sezóny v Národním divadle v Brně (Jakub a jeho pán, Stromy umírají vstoje) a další dvě sezóny v Městském divadle ve Zlíně (Dlouhá denní cesta do noci, Její pastorkyňa).

V roce 1996 ukončil Petr stálé angažmá a stal se hostujícím hercem, hostoval např. v Klicperově divadle v Hradci Králové (Chórus - Julie & Romeo & Julie) nebo v činohře Národního divadla.

V současné době je Petr na scéně Národního divadla v Praze.

Petr Motloch je také televizním hercem, jeho tvář je známá především ze seriálu TV Prima - "VKV (Velmi křehké vztahy)", kde si zahrál roli doktora Evžena Hartla. Co se týče filmových rolí, zazářil například v TV filmu inspirovaném skutečnými událostmi "Udělení milosti se zamítá".

Petr má rád dobré nedabované filmy a výtvarné umění.