1942года младший лейтенант Гриболев получил назначение командиром танка в 14 танковый полк 1 механизированной бригады. На фронте с марта 1943года. Весной и летом 1943 на счету Гриболева уже было 6 танков, 2 пушки и 7 автомашин с пехотой. 7 июля 1943 года на Белгородском направлении командир танка младший лейтенант Гриболев в ожесточенном танковом сражении уничтожил два вражеских танка и эвакуировал свой подбитый танк с поля боя. На груди молодого офицера засверкала первая боевая награда — орден Отечественной войны I степени. В октябре Петр Гриболев стал гвардии лейтенантом и командиром танкового взвода.

Командир взвода 67-го Гвардейского танкового полка 19-й Гвардейской механизированной бригады гвардии лейтенант Гриболев получил задачу пройти через линию обороны немцев, занять город Казатин — крупнейший железнодорожный узел и удержать его до подхода наших войск. Через Казатин шла переброска немецких резервов в район Бердичев-Житомир-Шепетовка. Перерезать магистраль — значит лишить врага подкрепления.

В бою за г. Казатин Винницкой области 28 декабря 1943 года он заменил выбывшего из строя командира роты и во главе роты первым ворвался в город. Артиллерийская батарея на окраине, не успев дать залпа, была смята танками. Т-34, ворвавшиеся в ночной город, крушили беспорядочно стрелявших фашистов, отрезали путь к бегству большой колонне автомашин и захватили станцию. За 3—4 часа 10 советских танков фактически захватили город в тылу фашистов. По улицам беспорядочно стояла техника: БТР, легкие танки, около 4000 автомашин. Опомнившиеся немцы бросили на танкистов авиацию, но они перехитрили летчиков: проломив стены заводили танки в укрытия и ничем не выдавали своего присутствия. Брошенный на танкистов бронепоезд устранили необычным способом — разобрали рельсы с обоих сторон. Отбили атаку легких танков, захватили богатейшие склады с продовольствием, обмундированием и боеприпасами. Три дня держали город, пока не подошли основные силы. Рота уничтожила 4 танка, 5 САУ, колонну автомашин, повредила бронепоезд противника.

Указом Президиума Верховного Совета СССР от 10 января 1944 года гвардии лейтенанту Петру Филипповичу Гриболеву было присвоено звание Героя Советского Союза. Звезду Героя Гриболеву вручал командующий 1-й Гвардейской танковой армией генерал М.А. Катуков.

После получения высокой правительственной награды командир танковой роты гвардии старший лейтенант Гриболев в боях на 1-м Украинском фронте отличился при освобождении Западной Украины. В период с 26 апреля по 2 мая 1944 года его ротой уничтожено 13 танков, две батареи, до 500 солдат и офицеров противника. Сам командир лично уничтожил 4 танка, батарею и 150 вражеских солдат. Командир роты отличился и как ремонтник. В районе Шепетовки в сложных боевых условиях при отсутствии ремонтных средств и запасных частей экипажами танков роты Гриболева были в короткий срок отремонтированы 11 танков, которые после марша вступили в бой и выполнили все поставленные задачи. Командиром полка он был заслуженно представлен к ордену Ленина, но командир бригады своим приказом от 24 мая 1944 года наградил Героя Советского Союза гвардии старшего лейтенанта Гриболева орденом Красной Звезды.

Трижды раненный в боях танкист (тяжело ранен в июле 1943-го, в мае 1944 года, легко ранен в марте 1943) в августе 1944 года был направлен на учебу в Академию бронетанковых войск. После окончания войны продолжил службу в танковых войсках: заместитель командира батальона, командир танковой роты, заместитель начальника штаба танкового батальона. Майор Гриболев уволен в запас в 1958 году. Вернулся в Красноярск, работал заместителем директора Красноярского шелкового комбината, председателем горкома ДОСААФ. Умер 4 марта 1998 года. Подполковник запаса (с 1975 года).