彭楚藩少時就讀於私塾，後在私塾當教師。1905年與劉靜庵等組織日知會，次年投湖北新軍炮兵。不久日知會參與的萍瀏醴起義失敗，彭改考入湖北憲兵營學堂，畢業後任憲兵什長。1909年參與建立共進會，負責聯絡糾察；1911年9月湖北革命軍總指揮部成立，彭楚藩任軍事籌備員之一。
10月9日，孫武炸彈事故後，當晚彭楚藩和劉復基、在小朝街總指揮部開會，被聞訊趕來的清軍抓捕。蔣翊武逃脫。參與審訊的參議官鐵忠，見彭楚藩著憲兵服，不想牽連自己當憲兵管帶的妹夫而欲為之開脫。但楚藩承認自己是革命黨，次日晨與劉復基、楊宏勝被斬首。當晚武昌起義發動。 彭楚藩墓位於湖北鄂州市西山古靈泉寺後山坡。 武昌有以三人姓命名的彭劉楊路。1931年在他們被處死的湖廣總署東轅門舊址，現武昌造船廠東大門內建立了「三烈士亭」，亭中立石碑一塊，上書「彭劉楊三烈士就義處」。1991年武昌首義80周年之際武昌區人民政府舉辦首義文化節，在武昌閱馬場樹起了彭劉楊三烈士的塑像。
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