Après avoir bouclé ses études dans son Australie natale, Peter Weir s'envole pour Londres où il rédige et interprète des sketches satiriques en compagnie de sa compagne. De retour sur ses terres au milieu des années 60, il officie en tant que machiniste et régisseur de télévision, puis réalise de nombreux courts et moyens métrages.

C'est en 1974 que Peter Weir signe son premier long-métrage, la comédie burlesque et fantastique Les Voitures qui ont mangé Paris, suivi du drame onirique Pique-nique à Hanging Rock et du film-catastrophe La Derniere Vague. Mais c'est en 1981, avec Gallipoli, qu'il ouvre son œuvre à un public international en recréant à l'écran la bataille du même nom.

Dès lors, Peter Weir trace une carrière à la fois éclectique et réfléchie. Cinéaste rare, il aborde successivement des thèmes variés et jongle avec des genres différents. Il réalise ainsi en 1982 L' Année de tous les dangers, film d’aventure avec Mel Gibson, puis passe définitivement à la postérité trois ans après avec le thriller Witness, dans lequel il dépeint la communauté Hamish à travers les yeux de l’inspecteur John Book, alias Harrison Ford. Il retrouve l’acteur deux ans plus tard pour The Mosquito Coast, dressant avec brio le portrait d’un idéaliste en désaccord avec la civilisation. De succès en succès, Peter Weir obtient la consécration mondiale avec Le Cercle des poètes disparus (1990), dans lequel Robin Williams s’illustre en professeur de littérature.

N’hésitant pas à varier les registres, le cinéaste réalise l’année suivante la comédie romantique Green Card, portée par le duo Gérard Depardieu/Andie MacDowell, puis dirige Jeff Bridges en 1993 dans le drame Etat second. Cinq ans plus tard, il donne à Jim Carrey son premier rôle dramatique avec le film d'anticipation The Truman Show, qui restera emblématique pour beaucoup et qui confirmera le talent du réalisateur pour dépeindre la nature humaine.

En 2003, Peter Weir revient sur le devant de la scène en signant le film d'aventure Master & Commander : de l'autre côté du monde, retraçant la quête obsessionnelle et épique du capitaine Jack Aubrey, portée par Russell Crowe. Après une nouvelle pause de quelques années, le réalisateur orchestre un autre film d’aventure historique, cette fois centré sur l’évasion d’un groupe de prisonniers tentant de s’échapper d’un goulag stalinien. Véritable voyage initiatique, Les Chemins de la liberté (2011) met notamment en scène Ed Harris, Colin Farrell ou encore Jim Sturgess.