Peter Greenaway nació en Newport, Monmouthshire y creció en Essex, Inglaterra. Su familia se mudó de Gales del Sur cuando el tenia tres años. A una temprana edad Greenaway decidió que quería ser pintor. Desarrollo un interés en el cine europeo, enfocándose primero en las películas de Ingmar Bergman, Michelangelo Antonioni, Pier Paolo Pasolini, y luego en los cineastas de la Nouvelle Vague, como Godard, y especialmente Resnais.

En 1962 comenzó sus estudios en el Walthamstow Collage of Art, donde entre sus compañeros se encontraba el músico Ian Dury (al cual Greenaway mas tarde haría actuar en El Cocinero, El Ladrón, Su Mujer y Su Amante). En este lugar, Greenaway pasaría los próximos tres años entrenando para ser un pintor de murales y realizando su primera película, Death of Sentiment, un ensayo sobre el mobiliario de los cementerios, filmado en cuatro grandes cementerios de Londres. En 1965 se une a la Central Office of Information (COI), donde permanece los próximos quince años como editor de películas y luego como director. Durante este tiempo comienza a construir su filmografía personal de cine experimental, comenzando con Train de 1966, compuesta por material de los últimos trenes de vapor en la estación Waterloo (justo detrás de la COI), editada para una pista musical ya existente. Tree, hecho en 1966, era un homenaje a un árbol creciendo en el concreto en las afueras del Royal Festival Hall en el South Bank de Londres. En la década de 1970 Greenaway se volvió más seguro y ambicioso e hizo Vertical Features Remake y A Walk Through H. La primera es un análisis sobre variaciones aritméticas de estructuras, y la última es un viaje a través de varios mapas de un país ficticio.

El sello muchas de las películas de Greenaway es la gran influencia del Renacimiento y, en particular, pintura flamenca en su composición escénica e iluminación, con su concomitante contraste entre vestuario y desnudez naturalizada, naturaleza y arquitectura, mobiliario y personas, placer sexual y muerte dolorosa.

Greenaway a menudo ha trabajado con el compositor Michael Nyman, quien ha hecho las bandas de sonido de muchas de las películas de Greenaway.

En 1980 Greenaway filma The Falls (su primer largometraje), una colosal, fantástica, absurda enciclopedia de material asociado al vuelo todo relacionado con las 92 victimas de lo que es referido como el Violent Unknown Event (VUE) (Evento Violento Desconocido). La década de 1980 verá mas de las mejores y mas conocidas películas de Greenaway, El contrato del dibujante en 1982, A Zed & Two Noughts en 1985, El vientre de un arquitecto en 1987, Conspiración de mujeres en 1988, y su mas exitosa película en 1989, El Cocinero, El Ladrón, Su Mujer y Su Amante. Colaboró con el artista Tom Phillips (también en 1989) en la miniserie para televisión llamada A TV Dante, dramatizando los primeros cantos del Infierno de Dante. La década de 1990 trajo la visualmente espectacular Los Libros de Próspero en 1991, la controversial El niño de Mâcon en 1993, Escrito en el cuerpo en 1996, y 8 ½ Women en 1999.

A principios de la década de 1990, Greenaway escribió diez libretti de opera conocidos como la serie Muerte de un Compositor, tratando con los atributos de la muerte de diez compositores desde Antón Webern hasta John Lennon. Los otros compositores, sin embargo, son todos ficticios, y uno es un personaje de The Falls. Louis Andriessen completo la sexta, Rosa – A Horse Drama, en 1995.

Filmografía:
Tren (Train) (1966)
Árbol (Tree) (1966)
5 Postales desde Ciudades Capitales (5 Postcards From Capital Cities) (1967)
Revolución (Revolution) (1967)
Intervalos (Intervals) (1969)
Erosión (Erosion) (1971)
H Is for House (H Is for House) (1973)
Waterwrackets (Waterwrackets) (1975)
Ventanas (Windows) (1975)
Goole By Numbers (Goole By Numbers) (1976)
Dear Phone (Dear Phone) (1977)
1-100 (1-100) (1978)
A walk through H (A walk through H) (1978)
Vertical features remake (Vertical features remake) (1978)
Zandra Rhodes (Zandra Rhodes) (1979)
Act of God (Act of God) (1980)
The Falls (The Falls) (1980)
El contrato del dibujante (The Draughtsman´s Contract) (1982)
Four American Composers (Four American Composers) (1983)
Making a Splash (Making a Splash) (1984)
26 Bathrooms (26 Bathrooms) (1985)
Zoo (A Zed & Two Noughts) (1985)
El vientre del arquitecto (The belly of an architect) (1987)
Conspiración de mujeres (Drowning by Numbers) (1987)
Death in the Seine (Death in the Seine) (1988)
Fear of Drowning (Fear of Drowning) (1988)
El cocinero, el ladrón, su mujer y su amante (The Cook, The Thief, His Wife & Her Lover) (1989)
Hubert Bals Handshake (Hubert Bals Handshake) (1989)
M is for Man, Music, Mozart (M is for Man, Music, Mozart) (1991)
Los libros de Próspero (Prospero's Books) (1991)
Rosa (Rosa) (1992)
El niño de Macon (The Baby of Macon) (1993)
Darwin (Darwin) (1993)
Escrito en el cuerpo (The pillow book) (1996)
8 1/2 mujeres (8 1/2 Women) (1999)
Las maletas de Tulse Luper (2003)
Las maletas de Tulse Luper, 2ª Parte: De Vaux al Mar (2004)