В Красной Армии с 1935г.

Старший сержант Домостроев служил в составе 1 тяжелого бомбардировочного авиаполка.

С марта 1942г. в составе 102 авиаполка дальнего действия. На вооружении полк имел самолеты Ли-2.

Указом Президиума ВС СССР от 20 июня 1942г. старшина Домостроев был награжден медалью «За отвагу».

Участвовал в бомбардировке объектов противника в Ржеве, Орле, Курске, Сталинграде.

К концу ноября 1942г. совершил 86 боевых вылетов ночью. Был представлен к ордену Красной Звезды. Приказом от 31 декабря 1942г. награжден орденом Отечественной войны II степени.

В ночь с 19 на 20 июля 1943г. с боевого вылета на бомбардировку военного городска юго-западнее Орла не вернулся экипаж: заместитель командира эскадрильи старший лейтенант Осадчиев Владимир Тимофеевич, штурман корабля лейтенант Луговской Александр Евдокимович, воздушный стрелок-радист старшина Соловьев Сергей Николаевич, воздушный стрелок старшина Домостроев Петр Афанасьевич, бортмеханик авиационный старший техник-лейтенант Новиков Михаил Терентьевич.