Народився 29 червня (12 липня) 1904 року в родині селянина-наймита, походив з темрюцьких козаків.
Брав активну участь у становленні радянської влади на Північному Кавказі. З 1920 по 1922 рік — кур'єр, обліковець, завідувач облікового підвідділу Темрюцького районного комітету РКП(б). З 1922 по 1923 рік — політичний комісар загону «по боротьбі з бандитизмом» на Кубані.
У 1923 році — завідувач відділу Темрюцького районного комітету комсомолу. У 1923—1924 роках — голова правління Темрюцької міської профспілки торгівельних службовців.
У 1924—1927 роках — слухач робітничого факультету в місті Краснодарі.
У 1927—1930 роках — студент Московського інституту народного господарства імені Плеханова. У 1930—1932 роках — студент Московського інституту кольорових металів і золота.
У 1932—1933 роках — заступник начальника сектора інституту «Гіпроалюміній» в місті Ленінграді. У 1933—1937 роках — бригадир, майстер, старший майстер, начальник цеху, заступник головного інженера заводу «Красный выборжец» в місті Ленінграді.
У 1937—1939 роках — директор Кольчугінського заводу з обробки кольорових металів (тепер місто Кольчугіно Владимирської області).
У 1939 році — начальник Головного управління алюмінієвої, магнієвої і електродної промисловості Народного комісаріату кольорової металургії СРСР. У 1939—1940 роках — заступник народного комісара кольорової металургії СРСР.
9 липня 1940 — 29 липня 1948 року — народний комісар (міністр) кольорової металургії СРСР.
28 липня 1948 — 28 грудня 1950 року — заступник міністра металургійної промисловості СРСР.
28 грудня 1950 — 15 березня 1953 року — міністр кольорової металургії СРСР.
15 березня 1953 — 8 лютого 1954 року — 1-й заступник міністра металургійної промисловості СРСР.
8 лютого 1954 — 10 травня 1957 року — міністр кольорової металургії СРСР.
29 травня 1957 — жовтень 1961 року — голова Ради народного господарства Красноярського економічного адміністративного району.
31 жовтня 1961 — 23 листопада 1962 року — заступник голови Бюро ЦК КПРС по Російській РФСР.
10 листопада 1962 — 2 жовтня 1965 року — заступник голови Ради Міністрів СРСР. Одночасно з 10 по 24 листопада 1962 року — голова Державної науково-економічної ради РМ СРСР. 24 листопада 1962 — 2 жовтня 1965 року — голова Державного планового комітету РМ СРСР.
2 жовтня 1965 — 31 жовтня 1986 року — міністр кольорової металургії СРСР.
Указом Президії Верховної Ради СРСР від 11 липня 1974 року за великі заслуги перед Радянською державою в розвитку кольорової металургії і в зв'язку з сімдесятиріччям з дня народження Ломаку Петру Фадійовичу присвоєно звання Героя Соціалістичної Праці з врученням ордену Леніна і золотої медалі «Серп і Молот».
З листопада 1986 року — персональний пенсіонер союзного значення в Москві.
Помер 27 травня 1990 року. Похований в Москві на Новодівочому цвинтарі (ділянка 10).
