Townsend anslöt sig till Royal Air Force 1933 och utbildade sig på RAF Cranwell. Han beställdes en pilot officer den 27 juli 1935. På graderingen, han gick som Nr 1 RAF Squadron på RAF Tangmere flygande Hawker Fury biplan fighter. 1936 var han postat till nr 36 Squadron RAF i Singapore, flyger Vickers Vildebeest torped bombplan. Han blev befordrad till flygofficer den 27 januari 1937 och återvände till Tangmere det året som medlem av No. 43 Squadron RAF. Townsend befordrades till flyglöjtnant den 27 januari 1939.,
Den första fienden flygplan att krascha på engelsk mark under Andra Världskriget föll offer för fighters från RAF Acklington i Northumberland den 3 februari 1940, när tre Orkaner av ’B’ flyg, Nr 43 Skvadron, sköt ner en Luftwaffe Heinkel 111 4./KG 26 nära Whitby. Piloterna var Flyglöjtnant Townsend, flygande Officer ”Tiger” Folkes och Sergeant James Hallowes. Den 22 februari och den 8 April hävdade Townsend ytterligare två 111s och en sjätte andel den 22 April., Fiendens flygplan hade skjutits ner 1939 av RAF från över Skottlands Scapa Flow naval base under Luftwaffes första raid mot Storbritannien. Townsend tilldelades Distinguished Flying Cross (DFC) i April 1940:
Flyglöjtnant Peter Wooldridge Townsend (33178)i April 1940, medan på patrull över Nordsjön, Flyglöjtnant Townsend avlyssnade och attackerade en fiende flygplan i skymningen och efter en löpande kamp sköt ner den., Detta är den tredje framgång som denna pilot och i varje fall har han visat kvaliteter av ledarskap, skicklighet och bestämning av högsta ordning, med liten hänsyn till sin egen säkerhet.
i Maj 1940 var Townsend en av de mest kapabla skvadronledarna i slaget vid Storbritannien, som tjänstgjorde under hela striden som befälhavare för nr 85 Squadron RAF, flygande Hawker orkaner. Den 11 juli 1940, Agerar Squadron Leader Townsend, flygande Orkanen VY-K (P2716) stoppades en Dornier Do 17 KG 2 och allvarligt skadade bombplan, tvingar den att krascha mark i Arras., Retur eld från Dornier träffade orkanen kylvätskesystem och Townsend var tvungen att dike 20 miles (32 km) från den engelska kusten, räddas av HM trålare Cape Finisterre. Han nämndes i despatches samma månad. På 31 augusti, under strid med Messerschmitt Bf 110s över Tonbridge, Townsend sköts ner och sårades i vänster fot av en kanon skal som gick igenom glykol tanken och exploderade i cockpit. Han fortsatte att leda enheten på marken även efter detta sår resulterade i att hans stortå amputerades, och han återvände till operativ flygning den 21 September., Den 1 September 1940 befordrades Townsend till divisionsledare. En Bar till hans DFC tilldelades i början av September 1940, för att leda sin skvadron för att skydda konvojer under juli och augusti 1940, personligen skjuta ner fyra fiendens flygplan och leda sin skvadron i att förstöra minst 10 fiendens flygplan och skada många andra. En del av hans citat lyder:
…Den framgång som har uppnåtts har berott på Skvadronledaren Townsends otroliga iver och ledarskap.,
Townsend övervakade omvandlingen av nr 85 skvadron till nattoperationer vid RAF Hunsdon i Hertfordshire under början av 1941. I maj 1941 tilldelades Townsend Distinguished Service Order (DSO). Hans citat krediterade Townsend som en officer som hade
…visade enastående befogenheter ledarskap och organisation, i kombination med stor beslutsamhet och skicklighet i luftstrid., Genom sina outtröttliga ansträngningar har han bidragit väsentligt till de många framgångar som hans skvadron har fått.
Townsend befordrades till den tillfälliga rangen av wing commander den 1 December 1941. Han blev senare befälhavare för RAF Drem i Skottland i April 1942 och befallde No. 611 Squadron RAF, en Spitfire enhet. Han var senare ledare för No. 605 Squadron RAF, en natt fighter enhet, och deltog i staff college från oktober 1942. I januari 1943 utsågs han till befälhavare för RAF West Malling i Kent., Hans krigstid rekord var nio flygplan hävdade förstörda, och två delade, två ”probables” och fyra skadade.Townsend utsågs 1944 till tillfällig equerry till kung George VI. samma år blev utnämningen permanent, och han tjänstgjorde fram till 1953 när han blev Extra Equerry, ett hederskontor han höll fram till sin död. Han avslutade sin krigstid tjänst med tillfällig rang av wing commander och befordrades till permanent rang av wing commander den 1 januari 1949.,
i augusti 1950 blev Townsend ställföreträdande mästare i hushållet och flyttades till comptroller till drottningmodern 1952. Han blev befordrad till gruppkapten den 1 januari 1953 och pensionerades från det kungliga hushållet samma år.
