Urodził się i wychowywał w Barnes, mieście Londynu, w gminie London Borough of Richmond upon Thames. Miał starszego brata. Jego ojciec był policjantem. Zanim Peter Mayhew rozpoczął karierę aktorską, pracował jako asystent na oddziale radiologii w londyńskim szpitalu King’s College Hospital. W 1977 zagrał postać minotaura w filmie przygodowym Sama Wanamakera Sindbad i oko tygrysa, którego zdjęcia w gazecie zostały dostrzeżone przez filmowca Charlesa H. Schneera. Wkrótce został zaangażowany do roli Chewbakki w Gwiezdnych wojnach. Wcielił się w tę postać pięciokrotnie: w trzeciej, czwartej, piątej, szóstej i siódmej części. Do roli Chewbakki był brany pod uwagę także David Prowse (ze wzrostem 198 cm), któremu ostatecznie powierzono rolę Dartha Vadera. Jako Chewbacca wystąpił w muzycznym filmie telewizyjnym CBS Star Wars Holiday Special (1978) i programie Muppet Show (1980), poświęconym Gwiezdnym wojnom. Zagrał postać mechanika w horrorze Terror (1978) u boku Jamesa Aubreya, Michaela Craze, Williama Russella i Glynis Barber, a także wystąpił w serialu edukacyjnym BBC Dark Towers (1981) w roli wysokiego rycerza oraz filmie neo-noir Yesterday Was a Lie (2008) jako truposz z udziałem Johna Newtona. Podczas gali MTV Movie Awards 1997 w stroju Chewbakki odebrał nagrodę za całokształt twórczości – Lifetime Achievement