Nata a Sidney, in Australia, la bionda Peta Wilson è la figlia di Karlene White, una ristoratrice e Darcy Wilson, un militare delle forze armate. Dopo il divorzio dei suoi genitori, nei primi anni '80, la Wilson si trasferì a vivere per un breve periodo in Papua Nuova Guinea, e successivamente continuò a seguire il padre nelle sue numerose trasferte, adattandosi a vivere senza problemi in luoghi sempre diversi. Durante il periodo trascorso in Papua Nuova Guinea però, non avendo modo di passare il tempo con televisione o radio, Peta e suo fratello si divertivano a mettere in scena piccoli spettacolini per i familiari, o a cantare in playback le canzoni di Liza Minnelli.
Durante l'adolescenza, Peta praticò numerosi sport, tra cui nuoto e basket, e il suo essere un "maschiaccio" suscitò qualche preoccupazione da parte di sua madre, che decise di iscriverla ad una scuola di portamento. Fu proprio durante una di queste lezioni, che Peta fu notata da un agente che le propose di iniziare a lavorare come modella.
Nei primi anni '90, dopo aver lavorato come modella in Australia e in Europa, Peta decise di iniziare a studiare recitazione, e frequentò i corsi di Arthur Mendoza a Los Angeles, e in seguito ottenne piccoli ruoli in film indie come Loser e One of Our Own, ma la vera popolarità arrivò con il ruolo di Nikita nella serie televisiva canadese ispirata all'action movie di Luc Besson. Il ruolo della volitiva e sexy Nikita, per la quale erano state provinate circa duecento attrici, rese Peta immediatamente popolare e le valse diversi riconoscimenti, tra cui due nomination ai Gemini Awards.
Dopo la conclusione della serie, Peta Wilson è apparsa in La leggenda degli uomini straordinari, nel ruolo di Mina Harker e Superman Returns, oltre che in diversi episodi di serie televisive.
2004 Candidatura Miglior attrice non protagonista per La leggenda degli uomini straordinari
1998 Candidatura Miglior attrice televisiva di genere per Nikita - La femme Nikita
2003 Recitazione
2000 Recitazione
2002 Recitazione
1997 Recitazione