Il a commencé à travailler dans le domaine du jardinage à une époque où cette profession était encore peu connue en France. Sa carrière a pris un tournant important lorsqu'il a rencontré Madame Gérard-Marcel, épouse de l'éditeur et mécène Marcel Boussac, qui lui a commandé la conception et le jardinage d'un potager à son château de Raray.
Cette collaboration avec Madame Gérard-Marcel a permis à Pierre Allio de mettre en pratique ses idées novatrices sur l'horticulture, notamment la culture intensive et la mise en place d'une irrigation adaptée aux besoins des plantes.
En 1982, Pierre Allio a créé son entreprise, "Pierre Allio Paysagiste", qui a réalisé de nombreux jardins publics et privés prestigieux, notamment pour les personnalités telles que Madame Gérard-Marcel, le Prince Albert II de Monaco ou encore l'architecte Jean Nouvel.
En 1994, il publie son premier livre, "Jardins à la française", qui devient un classique dans le monde de l'horticulture. Ce livre retrace les principes fondamentaux des jardins de style français, qu'il a pu observer et mettre en pratique dans ses projets.
En 2014, Pierre Allio a été élu membre correspondant de l'Académie des sciences, belles-lettres et arts de la France, section horticulture. En 2019, il reçoit le prix Baudot, récompensant sa carrière exceptionnelle dans le domaine du jardinage.
Pierre Allio est considéré comme l'un des grands maîtres de la création de jardins en France actuelle. Sa conception de jardins à la française et son expertise dans les domaines de l'horticulture et de la botanique ont influencé de nombreux paysagistes français et étrangers.