Per Jonas Nordhagen er en av Norges fremste kunsthistorikere. Hans vitenskapelige produksjon og faglige engasjement spenner over et bredt felt, fra billedkunst i middelhavsområdet i tidlig middelalder til arkitektur og bygningsvern i Bergen i nyere tid, samt en rekke andre emner.
Nordhagen tok examen artium 1948 og magistergraden i kunsthistorie ved Universitetet i Oslo (UiO) 1955. Han ble tidlig inspirert av professor Hans Peter L'Orange til å studere mosaikker fra tidlig middelalder i Roma, og gjennom mange år har han gitt viktige forskningsbidrag om italiensk og bysantinsk mosaikk og freskomaleri fra tidlig middelalder. Denne forskningen krevde nøyaktige og detaljerte studier av kunstverkene, og Nordhagen har selv humoristisk beskrevet hva nitid studium av gamle mosaikker kan føre til: “En dag da jeg etter timelange tesserastudier i Grottene trådte ut på Petersplassen, grep jeg meg i å betrakte brosteinsmønsteret med skjerpet blikk: Var det ikke en restaurering en så der borte i gatelegemet, og hvorfor disse lange sprekkene mellom steinene? Var de opprinnelige, eller en senere tilføyet skade? Galskapen kvalte jeg med en dobbelt Fernet på en bar like ved Porta Settimiana.” Sammen med L'Orange utgav han boken Mosaikk. Fra antikk til middelalder.
Nordhagen var universitetslektor ved UiO 1962–69, og han ble dr.philos. 1968 på avhandlingen The Frescoes of John VII (705–707 A.D.) in S. Maria Antiqua in Rome. Denne emnekretsen har han senere fulgt opp blant annet i bøkene Roma og Konstantinopel og Studies in Byzantine and Early Medieval Painting. 1969–73 var han dosent i kunsthistorie ved UiB og deretter bestyrer ved Det norske institutt i Roma 1973–76. Etter 10 år som dosent ved UiO 1976–86 var han til sist professor i kunsthistorie ved UiB til han gikk av ved nådd aldersgrense 1999.
Fra 1970-årene har Nordhagen vært sterkt engasjert i nyere arkitekturhistorie, byutviklings- og bygningsvernsproblematikk, spesielt knyttet til lokale bymiljøer. Hans bok Trebyen faller. Bergen 1870–1970 er et pionerarbeid i forståelsen av verdiene i den anonyme trehusbebyggelsen i byene. Dette emnet har han fulgt opp i Den store trebyen. Trearkitektur i Bergen før 1850. Andre bøker som viser bredden i hans kompetanse og interesser, er Photograf M. Selmers Bergensbilleder (sammen med R. Sollied og S. Borge) og Henrik Ibsen i Roma.
Som forsker og lærer har Per Jonas Nordhagen både vært representant for en tradisjon som har lagt vekt på nitid studium og beskrivelse av enkeltkunstverk og monumenter, og en fagtradisjon som ser verkene i lys av europeisk åndshistorie. Fra 1970-årene har han også vært en foregangsmann i oppbyggingen av bygningsvernsemner som integrert del av kunsthistoriefaget ved UiB, og han har vært fadder for tallrike engasjerte studenter i arkitekturhistoriske emner og bygningsvernsemner. Han er medlem av Det Norske Videnskaps-Akademi fra 1977, har også vært sterkt engasjert i Fortidsminneforeningens arbeid og er nestleder i styret for Nasjonalgalleriet fra 1994.