Diplomé de Providence College et de l'université de Columbia, Peter Farrelly commence sa carrière en 1990 comme scénariste pour la série télé Seinfeld. Quatre ans plus tard, il se lance dans le cinéma en co-réalisant Dumb and Dumber avec son frère Bobby, comédie à la bêtise revendiquée où "brillent" Jim Carrey et Jeff Daniels. Peter Farrelly ne cesse par la suite de travailler en étroite collaboration avec son frère. Le duo, à la fois réalisateur, scénariste et producteur de ses films, rencontre vite le succès en imposant sa marque de fabrique : un humour potache, volontiers provocateur et vulgaire, qui puise partiellement sa force dans les faiblesses de chacun.

Après Kingpin, une comédie sur le bowling, les frères Farrelly réalisent Mary a tout prix, qui leur apporte la consécration internationale et leur donne le statut de maîtres d'une comédie US mordante et sans tabous. En 2000, ils signent le délirant Fous d'Irene, qui leur donne l'occasion de retrouver Jim Carrey. Un an plus tard, ils s'essaient au film d'animation déjanté avec Osmosis Jones, puis adoptent un ton plus doux-amer avec Shallow hal, film qui aborde le thème des personnes obèses et montre une facette plus sensible de leur talent.

En 2003, Peter et Bobby Farrelly s'intéressent au destin de deux frères siamois dans Deux en un, comédie emmenée par Matt Damon et Greg Kinnear. Si le duo s'éloigne de son univers avec habituel avec Terrain d'entente, une comédie romantique sur fond de base-ball portée par Drew Barrymore, il ne tarde pas à retrouver son mordant avec le très cru Les Femmes de ses rêves, qui leur permet de retrouver Ben Stiller neuf ans après Mary a tout prix.

Après avoir fait tourné des stars du rire comme Jim Carrey ou Ben Stiller, c'est au tour d'Owen Wilson de tenir en 2011 le premier rôle de leur comédie Bon à Tirer, aux côtés de Jason Sudeikis. Ils y racontent les aventures de deux maris à qui leurs femmes, lassées de leur manque d'attention, donnent carte blanche durant une semaine. Ils participent ensuite à l'ensemble de courts comiques Movie 43 avant de se lancer dans un projet qui leur tient à coeur : un film centré sur le trio comique Les Trois Corniauds.