Etter oppholdet i Hannover var P. bygningskonduktør i Trondheim 1903–04; deretter assistent hos arkitekt Norum i Ålesund ett år 1904–05. Han ble arkitektassistent ved Trondheim Stadsarkitektkontor 1905, avdelingsarkitekt samme sted 1908, og stadsarkitekt 1914–20. I perioden 1920–54 var P. professor i byggekunst 3 (boligbygging og byplaner) ved Norges Tekniske Høyskole, der han allerede fra 1913 hadde vært spesiallærer i byplaner. I krigsårene 1940–45 ledet P. det statlige reguleringskontoret Brendte Steders Regulering (BSR). Ved siden av sine offentlige stillinger hadde han egen arkitektpraksis.
P.s virksomhet som byplanlegger plasserer ham blant de fremste. Trolig er han den enkeltperson som har hatt størst betydning for utformingen av norske byer og tettsteder i vårt århundre. Men det er også grunn til å fremheve hans virksomhet som arkitekt for bygninger. Interessen for eldre trøndersk arkitektur viser seg bl.a. i en rekke trevillaer der en knapp og rasjonell form er kombinert med detaljer inspirert av den lokale 1700-talls arkitektur, f.eks. Maristuveien 8 Trondheim (1908). Hovedform og planløsning er inspirert av samtidens mest nyskapende villaarkitektur i Sverige. Samtidig som villaen viser et klart brudd med sveitserstilen, er den et meget tidlig eksempel på lokalt inspirert historisme. Som stadsarkitekt kom P. senere til å engasjere seg i sosial boligbygging, og fikk bl.a. i årene 1916–20 reist hagebyene Marinevold ("Skitbyen"), Solhaug og Kristianstenssletten. Her ble enkle, hensiktsmessige og billige eneboliger, dobbelt- og rekkehus reist av prefabrikerte elementer i tre. Husene var ment å være provisoriske, men deres kvalitet vises ved at de ennå er i bruk. Som privatpraktiserende tegnet P. senere Voldsminde-komplekset (1935–39), et anlegg med frittliggende murblokker med to-roms leiligheter med bad og balkong. Det ble i samtiden karakterisert som et foregangsanlegg med rikelig lys og luft, gjennomtenkte, rasjonelle planløsninger og enkle, funksjonalistiske fasader.
P.s interesse for byplanlegging ble utviklet ved studier hos Hallmann i Stockholm 1908, og gjennombruddet som planlegger kom allerede i 1910 da hans og Fritz W. Bergers utkast i byplankonkurransen for Trondheim ble innkjøpt. Dette var den første store byplankonkurranse i Norge, og ifølge P. selv betød den at den moderne byplanbevegelse var kommet til Norge. 1. premien ble gitt til svenskene Albert Lilienberg og Sigfried Ericsson, men P. og Berger fikk oppdraget å utarbeide reguleringsplanen for sør- og østbyen i Trondheim. Planen (vedtatt 1913) var et definitivt brudd med "sjakkbretts"-reguleringssystemer, og var i hovedsak inspirert av den engelske hagebybevegelsen, med ideer om klar sonedeling mellom forskjellige funksjoner, utnyttelse av terrengets former og differensiering mellom gjennomfarts- og boliggater. Samtidig viser planen den sterke tyske innflytelsen med klassisistiske prinsipper om aksialitet og symmetri, lange utsiktsakser og plassanlegg bygd over de geometriske hovedformene etter barokkens idealer. Det er en arkitektonisk/estetisk idé som samler planen. Selv henviste P. gjerne til Cicignons plan for Trondheim av 1681. P. kom i hovedsak til å følge de samme prinsipper i sin enestående, ca. 50 år lange karriere som planlegger. Hans hagebyideer ble tidlig virkeliggjort i de anleggene han fikk oppført som stadsarkitekt. De mer monumentale trekk i planene derimot ble sjeldnere utført som de var tenkt. I det seirende utkastet i idékonkurransen om Universitetsanlegget på Blindern i Oslo (1923) tok P. igjen utgangspunkt i terrengformene og utnyttet disse til en aksial monumentalkomposisjon. Fra en nedre fondbygning er bygningsblokker fordelt symmetrisk langs en hovedakse og avsluttet med en fondbygning øverst. Ved en senere bearbeidelse var hovedaksen også tenkt knyttet til Vigelandsanleggets aksesystem. I 1. premieutkastet i reguleringskonkurransen for Vestre Vika, Oslo (1938), er hovedaksen trukket som en utsiktsgate i trapper opp mot midtfronten på Victoria Terrasse med rekker av skiveblokker på hver side.
Som leder av Brendte Steders Regulering 1940–45 fikk P. i oppdrag i løpet av kort tid å organisere og lede arbeidet med å utarbeide nye reguleringsplaner for alle de byer og tettsteder som var blitt ødelagt i 1940. I mange tilfelle kunne han ta utgangspunkt i sitt tidligere reguleringsarbeid, og krigsødeleggelsene betød at han i stor utstrekning fikk virkeliggjort sine byplanideer. Prinsippene var i hovedtrekkene de samme som han hadde arbeidet etter tidligere: klart avgrensede soner for forretningsstrøk, rekreasjonsområder og boligstrøk. Forretningsstrøkene var tenkt utformet med to til tre etasjers murgårder i for det meste lukkede kvartaler, mens boligstrøkene skulle bestå av frittliggende småhus. Det mest karakteristiske er likevel det aksiale system som gjerne tar utgangspunkt i spesielle naturformasjoner som fondmotiver, og ut fra dette skaper utsiktsgater med bebyggelse strengt symmetrisk komponert og store, regelmessig formede plasser omkranset av offentlige bygninger. Typiske eksempler er Bodø med oppfartsgaten mot rådhustårnet og den bakenforliggende "riksplassen", og Kristiansund med en tilsvarende aksial utsiktsgate stukket ut etter utsikten mot Nordsundbrua i øst og mot kirken på toppen av bakken i vest. I Molde ble offentlige bygg og de viktigste forretningsgårdene samlet rundt en monumental, rektangulær plass i to plan med rådhuset som øvre fond og med nedre plassvegg åpen mot sjøen. Etter krigen ble BSR-planene av enkelte kritisert for å være inspirert av tyske klassisistiske/fascistiske ideer. Det er i dag vanskelig å vurdere i hvor stor grad det tyske Reichskommisariatet dikterte planene. Det er grunn til å tro at BSR gjorde det best oppnåelige i en svært vanskelig arbeidssituasjon. I hovedtrekk følger planene dessuten de arkitektoniske ideene P. i alle år hadde arbeidet etter. I dette ligger også at BSRs planer av mange i 1940-årene ble ansett som retarderte. ønsket om en rask gjenreisning førte imidlertid til at stedene i hovedtrekk ble oppført etter BSR-planene. P. var en markant lærerpersonlighet som gjennom sitt samfunnsengasjement, sin undervisning og sitt rikholdige forfatterskap, har hatt stor betydning for en lang rekke arkitekter og planleggere.