После того, как его артиллерийский расчёт вышел в учебных стрельбах на первое место, Петра Николаевича назначают на должность делопроизводителя 2-й батареи (27.04.1907 г.).
В 1909 г. Нестерова прикомандировывают к воздухоплавательной роте. Он уже поручик, произведённый в этот чин 1 сентября.
Там, во Владивостоке, молодой офицер лично разрабатывает правила корректирования стрельбы из аэростата. Но вскоре Петра Николаевича подводит здоровье, которое никогда у него не было крепким. В связи с болезнью Нестерова переводят в Кавказскую резервную артиллерийскую бригаду «по климатическим условиям сроком на один год».
Во Владикавказе в 1910 г. он знакомится с пилотом-авиатором, построившим планер своей собственной конструкции – Артёмием Кацаном, и уже всерьёз увлекается авиацией.
В этом году Нестеров «поставил себе задачу построить такой аппарат, движения которого меньше всего зависели бы от окружающих условий и почти всецело подчинялись бы воле пилота».
«Мне казалось, – позже вспоминал Нестеров, – что только соблюдение этих условий и только такой аппарат могут дать возможность человеку свободно парить. Только тогда… авиация из забавы и спорта превращается в прочное и полезное приобретение человечества».
В следующем году Пётр Николаевич знакомится с учеником профессора Н. Е. Жуковского – Петром Петровичем Соколовым. Все эти события происходят в период его летнего отпуска 1911 г. Тогда же он становится членом Нижегородского общества воздухоплавания.
В обыкновенном сарае Соколова, на Провиантской улице Нижнего Новгорода, новые знакомые строят планер. Причём мать Нестерова не просто поддержала новое увлечение сына, но и помогла сшить обшивку к этому планеру. А 3 августа 1911 г. «Нижегородский листок» отметил запуск планера с помощью лошади как первую пробу, оказавшуюся весьма удачной.
Выглядело это так. Сидящий в телеге Соколов держал в руках верёвку, привязанную к планеру. Когда лошадь разбежалась, то летательный аппарат с сидящим в нём испытателем набирая скорость, поднялся в воздух до 3-х метров.
«Очень приятно вспоминать мои опыты с планером и вообще начало моей авиационной практики в Н[ижегородском] О[бществе] воздухоплавания», – писал П. Н. Нестеров.
В октябре 1911 г. его командируют в Офицерский класс Воздухоплавательной школы в Петербурге, а после её успешного окончания направляют в Гатчинский авиационный отдел.