Peter Greenaway nasce a Newport, in Galles, il 5 aprile 1942. Tre anni dopo, però, la famiglia si trasferisce a Essex, in Inghilterra. Da giovane, Peter decide che sarebbe diventato un pittore. S'interessa di cinema europeo, soprattutto alle opere di Ingmar Bergman, e in seguito a quelli della nouvelle vague, specialmente di Alain Resnais. Inizia gli studi artistici nel '62, quando si iscrive al Walthamstow College of Art, dove conosce il futuro musicista Ian Dury. Greenaway studia da muralista per tre anni, occupandosi in parallelo anche di cinema: il primo film, Death of Sentiment, è del '65. Lo stesso anno va a lavorare presso il Central Office of Information - COI - nel quale resta impiegato, come montatore e regista, per quindici anni.
Durante quel periodo si occupa di cinema sperimentale, producendo cortometraggi come Train (1966), sugli ultimi treni a vapore della stazione di Waterloo; Tree (1966), omaggio ad un albero che cresceva nel cemento a Londra; Windows (1975); Dear Phone (1976). Dopo numerosi piccoli lavori, si sente pronto per un progetto più ambizioso, Remake delle fattezze verticale (1978), film sperimentale in quattro parti, ognuna introdotta da un breve documentario, che analizza le variazioni di una struttura di montaggio aritmetica. L'anno successivo realizza Un viaggio attraverso H (1979), bizzarra descrizione di un viaggio all'interno di una città fittizia.
Tutto il lavoro del regista inglese è fortemente influenzato dalla pittura rinascimentale, dai pittori fiamminghi in particolare, come si può notare esaminando la composizione e l'illuminazione scenica delle riprese, e l'utilizzo del nudo e dei costumi. In più i suoi film si distinguono per le colonne sonore, spesso curate dall'amico Michael Nyman. Il suo lavoro, con gli anni, ha raggiunto una certa notorietà, soprattutto grazie ai circoli del cinema d'Essai. Soprattutto l'Italia sembra aver prestato a Greenaway un'attenzione particolare, rispetto agli altri paesi europei.
Negli anni '80, Greenaway si concentra per la prima volta sul film di finzione, grazie al quale passa il periodo di maggior notorietà. Inizia con Le cadute (1980), delirio fantascientifico su un'improbabile malattia che ha causato l'immortalità nei 90 infetti. In seguito dirige I misteri del giardino di Compton House (1982), drammatico in costume, intepretato da Anthony Higgins; Lo zoo di Venere (1986), con Joss Ackland; Il ventre dell'architetto (1987), con Brian Dennehy, Lambert Wilson e Sergio Fantoni; Giochi nell'acqua (1988), su un assassinio in famiglia, con Joan Plowright, Juliet Stevenson, Joelu Richardson, Bernard Hill e David Morrisey; ed infine l'opera di massimo successo - e forse la più controversa - Il cuoco, il ladro, sua moglie e l'amante (1989), sugli svaghi sessuali di una mogle annoiata, interpretato da Michael Gambon, Helen Mirren, Tim Roth e Ciaràn Hinds.
Negli anni '90 continua a produrre opere, spesso controverse, come L'ultima tempesta (1991), presentato alla Mostra del Cinema di Cannes; I racconti del cuscino (1996), con Vivian Wu e Ewan McGregor; e Otto donne e mezzo (1999), commedia ispirata al capolavoro di Federico Fellini, con Vivian Wu, Tony Collette ed Amanda Plummer. Durante questo periodo si occupa anche di teatro, scrivendo dieci libretti per l'opera, conosciuti come The Death of a Composer series, ispirati alle morti di dieci compositori, da Anton Webern a John Lennon - gli altri compositori sono fittizi, uno di questi è il protagonista di Le cadute (1980).
Nei primi 2000 Greenaway si occupa dell'ambizioso progetto multimediale Le valigie di Tulse Luper, che è raccolto in tre capitoli, La storia di Moab (2003), From Sark to the Finish (2003) e Vaux to the Sea (2004), ai quali hanno partecipato molti attori, quali JJ Feild, Caroline Dhavernas, Scot Williams, Raymond J. Barry, Roger Rees, Steven Mackintosh, Jordi Mollà, e gli italiani Anna Galiena, Ornella Muti, Andrea Bruschi, Isabella Rossellini e Valentina Cervi. Nel 2005, Greenaway si è cimentato come VJ per una serata in un Club di Amsterdam, che è stata poi ricreata a Londra.
2010 Premio Premio alla presenza più significativa del Festival - Premio della critica indipendente
2017 Recitazione
2014 Regia, Sceneggiatura, Soggetto
2012 Regia, Sceneggiatura, Soggetto
2003 Regia, Sceneggiatura, Soggetto
Il due volte premio Oscar Dustin Hoffman sarà protagonista del nuovo film di Peter Greenaway, che sarà girato a Lucca tra novembre e dicembre.
Ospite d'onore il regista Terry Gilliam, protagonista di una masterclass e di una retrospettiva sulle sue opere, presidente della giuria lungometraggi Peter Greenaway, che terrà una masterclass e a cui è tributata una retrospettiva
La quarta edizione della festa internazionale del cinema di Matera si terrà nella Città dei sassi dal 30 settembre al 7 ottobre 2023, Peter Greenaway sarà il presidente di giuria del concorso lungometraggi.
Tra gli ospiti del Lucca Film Festival 2022 Gaspar Noé, Giuseppe Tornatore, Paolo e Lina Taviani, Peter Greenaway e Saskia Boddeke, Paolo Virzì e Luca Miniero.
Un workshop a Lucca dal 24 al 30 giugno con Peter Greenaway per preparare il film Lucca Mortis, che forse vedrà la presenza della star Morgan Freeman.