Doelman begon zijn illegale werk met het verspreiden van het illegale blad Trouw en het onderbrengen van onderduikers. Al snel kwam hij in aanraking met de KP en werkte mee aan 15 overvallen op o.a. politiebureaus in Delft, Alphen aan de Rijn, Broek op Langendaijk en IJsselstein. Veder was hij betrokken bij de overvallen op de raadhuizen van Alphen aan de Rijn en op de Aphense Bank.

Hij participeerde in sabotage aan spoorwegen en wegen en probeerde V-wapens naar beneden te schieten. Belangrijk waren zijn bemoeienissen met de wapendroppingsd, die met grote regelmaat achter de boerderij van zijn vader plaatsvonden en waarvan de wapens ook vaak op de boerderij werden verstopt. In totaal heeft hij deelgenomen aan ongeveer 12 wapendroppings. Hij werkte vaak samen met de bekende illegaal werker Bertus Valstar (Westlandse Bertus). Zijn eigen schuilnamen waren Jan van Alphen en Jan van Rijn. Op 5 maart 1945 zond Radio oranje een code uit voor een nieuwe wapendropping. Het vliegtuig kwam vroeger dan verwacht. Als gevolg van een fout signaal wierp de piloot zijn lading te vroeg af en de lading kwam terecht bij Zwammerdam.

Een in de buurt wonende arbeider zag dat de wapens opgehaald werden en naar de boerderij van Doelman gebracht werden. Hij waarschuwde de Duitsers, die prompt een huiszoeking deden, waarbij de wapens werden gevonden en het hele gezin Doelman werd opgepakt. Peter nam alle schuld op zich, om zijn familie vrij te pleiten. Hij werd met een aantal vrienden op 12 maart 1945 op het Hofplein in Rotterdam geexecuteerd.