В 1796 году Обольянинову была пожалована должность генерал-провиантмейстера. Хотя своих сотрудников он держал в постоянном страхе — вечно бранился и устраивал разносы — дела в экспедиции были «недвижимы», «журналы решений не подписывались по нескольку месяцев», секретари ругались между собой и ничего не делали. Отрицательное отношение к Обольянинову так укоренилось в среде чиновников, что многие считали его неспособным к принятию правильных решений. Однако он всеми силами стремился предупредить любое желание Павла I. Его усердие не осталось незамеченным — он получает один за другим ордена Святой Анны и Святого Александра Невского. В следующем году император награждает его богатым поместьем в Саратовской губернии с двумя тысячами душ, в 1798 году присваивает ему воинский чин генерал-лейтенанта, а в 1799 году — возводит в сенаторское звание.

2 февраля 1800 года П. X. Обольянинов был назначен генерал-прокурором, сохранив при этом и должность генерал-провиантмейстера. На высшем прокурорском посту он оставался чуть более года. За это время успел получить в награду большой крест ордена Святого Иоанна Иерусалимского, орден Святого Андрея Первозванного, большой дом в Петербурге, табакерку с бриллиантами и на 120 тысяч рублей различных фарфоровых и серебряных сервизов. Ему был присвоен воинский чин генерала от инфантерии.

По мнению современников, генерал-прокурорская должность была явно не по Обольянинову. При недостатке ума и ничтожном образовании он, возможно, и мог быть «хорошим батальонным или полковым комиссаром», но с приходом его в прокуратуру «дела пошли хуже прежнего; произвол водворился окончательно и над людьми, и в деловых решениях. Генерал-прокурор слепо исполнял все полученные повеления и никогда не возражал». Отсутствие у Петра Хрисанфовича образования сказывалось во всем: бумаги были написаны с такими грубыми ошибками, что их, по свидетельству современников, «неприлично было хранить в архиве». Он коверкал многие слова и названия, с сослуживцами был груб и часто ругал их, не стесняясь в выражениях. С первых же дней генерал-прокурор своим «бешеным нравом» привел в трепет всю подчиненную ему сенатскую канцелярию. О «площадных» ругательствах Обольянинова в столице только и говорили.

Несмотря на свой вспыльчивый и невоздержанный нрав, Обольянинов отлично разбирался в людях, ценил и всячески выделял талантливых сотрудников и покровительствовал им, даже идя против воли императора. Когда по указанию Павла I все чиновники Сенатской канцелярии, служившие при Екатерине II, подлежали увольнению, он сумел отстоять М. М. Сперанского, который благодаря своему уму, энциклопедическим знаниям и изысканным манерам сразу же пришелся по душе грозному Обольянинову. Однажды, когда Обольянинов по делам приехал в Гатчину вместе со Сперанским, император, увидев их, рассвирепел: «Это что у тебя школьник Сперанский — куракинский, беклешовский? Вон его сейчас!» Но Петр Хрисанфович сумел добиться от государя, чтобы Сперанского не увольняли со службы. Под давлением генерал-прокурора Павел I даже наградил Сперанского одним из высших российских орденов.

П. X. Обольянинов пользовался полным доверием Павла I. Своей близостью к монарху он вызывал трепет у самых высоких сановников. К его дому непрерывно подъезжали экипажи: сенаторы приезжали с докладами, от него ждали милостей. В его дом наведывались даже великие князья Александр и Константин. По словам одного из современников, Д. Б. Мертваго, «с каждым днем становясь сильнее, Обольянинов вскоре уподобился великому визирю.