Питер Гринуэй родился 5 апреля 1942 года в Ньюпорте, Уэльс. Его родители были представителями среднего класса. Первые годы Питера, воспитываемого матерью-валлийкой, тётями и бабушкой по материнской линии, прошли в типичном для рабочего класса доме промышленного района Ньюпорта. Когда его отец, проведя четыре года на фронте, вернулся домой, семья трёхлетнего Питера покинула Уэльс и переехала в Лондон, поселившись в Ист-Энде, поближе к родственникам отца, жившим в Эссексе. П?зднее знакомство и переезд положили начало сложным отношениям отца и сына.
В 1977 году от рака желудка умирает отец Гринуэя. Через несколько месяцев от той же болезни умирает мать. Смерть отца вдохновила Гринуэя на создание фильма «Прогулка через Эйч: реинкарнация орнитолога».
Успех «Контракта рисовальщика» оказался ошеломительным, и Гринуэй объехал весь мир, демонстрируя свой фильм. Он дал себе слово посетить зоопарки всех городов, в которых побывает. Самые сильные впечатления на него оказали берлинский и роттердамский () зоопарки — они вдохновили его на создание фильма «Зет и два нуля». Пребывание в Риме в 1983 году сопровождалось болями в животе. Этот неприятный опыт нашёл отражение в сценарии «Живота архитектора».
В 1985 году началось сотрудничество Гринуэя с оператором-постановщиком Сашей Верни, не прекращавшееся до смерти оператора в 2001 году, и голландским продюсером Кесом Касандером, продолжающееся до сих пор.
В 1994 году, во время постановки оперы «Роза. Конная драма» в Нидерландской опере, Гринуэй познакомился с театральным режиссёром Саскией Боддеке, ставшей его второй женой. В 1999 году Гринуэй переехал из Лондона в центр Амстердама, где и по сей день живёт с новой семьёй.
В декабре 2006 года Гринуэй получил звание Командора Ордена Британской империи.
Стилю фильмов Гринуэя свойственна тщательная проработка каждого кадра. Гринуэй превращает фильмы в потоки прекрасных картин, и за подобной эстетикой сюжет и проблематика картин теряют свою доминирующую роль. Но это всё же не совсем так. Сюжеты творений Гринуэя и впрямь часто условны, гротескны, нарочито переусложнены. Но при тщательном рассмотрении во всех них обнаруживается большая продуманность. Проблематика фильмов Гринуэя не только чётко выстроена, но и глубока. Частыми темами творчества Гринуэя являются проблемы соотношения живого и неживого, хаоса и порядка, прекрасного и отвратительного, симметричного и несимметричного. В творчестве Гринуэя происходит смешение различных стилей искусств.
Одним из источников вдохновения для Гринуэя являются географические карты. Карта, как идеальная метафора, всегда поражала его воображение. Среди работ Гринуэя достаточно много экземпляров картографического искусства.
Гринуэй известен своими парадоксальными заявлениями. Например, он считает, что кино — не повествовательное искусство.
Гринуэй является одним из наиболее ярких видеохудожников: художник и кинорежиссёр, ныне виджей и перформансист. Один из наиболее ярких его проектов — «Ночной дозор»: Питер выбрал картину «Ночной дозор» (1642) Рембрандта и рассмотрел его в проекте «Ночное наблюдение» (Nightwatching).
Как признался он сам: