Aufgewachsen im sächsischen Gauernitz, wurde Peter Schreier 1943 in die Vorbereitungsklasse des Dresdner Kreuzchores aufgenommen und im Juli 1945 Mitglied des Kreuzchores. Bereits als Knabenalt machte Peter Schreier auf sich aufmerksam, was Tonaufnahmen aus dieser Zeit dokumentieren. Nach dem Stimmbruch wechselte Schreier in das Stimmfach Tenor. Nach ersten, privaten Studien bei Fritz Polster folgte ein Gesangsstudium an der Dresdner Musikhochschule. 1959 debütierte er an der Staatsoper Dresden als Erster Gefangener in Beethovens „Fidelio“. 1961 wurde er Ensemblemitglied und feierte erste große Erfolge in Mozart-Partien, die auch in der Folge eine zentrale Rolle in seinem Repertoire spielten. 1963 wechselte er an die Berliner Staatsoper. Sein Belmonte in Mozarts „Entführung aus dem Serail“ war ein großer Erfolg: internationale Opernhäuser wurden auf ihn aufmerksam.
1966 debütierte Schreier als Junger Seemann in „Tristan und Isolde“ bei den Bayreuther Festspielen. 1967 sang er erstmals bei den Salzburger Festspielen, wo er von nun an 25 Jahre lang gastierte. Es folgten Engagements an der Mailänder Scala, der New Yorker Met und dem Teatro Colón in Buenos Aires. Schreier erwarb sich insbesondere als Mozartsänger internationale Geltung, aber auch die Gestaltung der Evangelistenpartien der Oratorien Johann Sebastian Bachs machte ihn weltweit bekannt. Sein Repertoire war breit gefächert; neben Oper, Lied und Oratorium, einem seiner Meisterbereiche, wirkte er auch im Operettenfach (etwa als Eisenstein in der „Fledermaus“). Als Sänger war Peter Schreier letztmals am 22. Dezember 2005 in Prag zu erleben. Danach beendete er seine internationale Gesangskarriere.
Als Dirigent arbeitete er u. a. mit den Berliner Philharmonikern, den Hamburger Symphonikern, der Staatskapelle Dresden, den Wiener Symphonikern, dem Mozarteum-Orchester Salzburg, dem Gürzenich-Orchester, dem Philharmonischen Staatsorchester Hamburg und dem Los Angeles Philharmonic Orchestra zusammen.