Peter Ustinov fait ses études à la prestigieuse Westminster School de Londres, qu'il quitte à l'âge de seize ans avant d'intégrer la London Theater Studio, pour suivre des cours d'art dramatique sous la direction de Michel Saint-Denis de 1937 à 1939. Il entame alors une carrière d'acteur dramatique en 1938, dans des sketches satyriques, rejoint la troupe de l'Alesbury Theatre et interprète White Cargo et Pygmalion. 1940 est une année riche en évènements pour Peter Ustinov. Il obtient son premier rôle important dans la revue Swinging the Gate, et écrit sa première pièce de théâtre, Fishing for Shadows. Il poursuit dans ce domaine l'année suivante avec sa première mise en scène de théâtre, Squaring the circle.
Peter Ustinov débute au cinéma dans deux courts métrages Hullo fame (Andrew Buchanan, 1940), et Mein kampf - My crimes (Norman Lee, id.), suivi par un rôle de prêtre dans l'un des l'un des plus célèbres films de guerre britannique One of our aircraft is missing (Michael Powell, Emeric Pressburger, 1942), avant d'être incorporé comme soldat dans le Royal Sussex Regiment. Durant cette période, il écrit deux pièces et signe avec Eric Ambler les scénarios de The New lot (1943) et The Way ahead (1944), réalisés par Carol Reed. Homme aux talents multiples, Peter Ustinov, réalise et coproduit son premier long métrage en 1946, School for secrets, un drame se déroulant durant la Deuxième Guerre mondiale. Suivront les comédies Vice versa (1947) et Private Angelo (1949). En 1962, il réussit une belle adaptation du roman d'Herman Melville, Billy Bud, qui allait révéler l'acteur Terence Stamp. Il mettra en scène également Romanoff et Juliette (1960), Lady L. (1964), avec Sophia Loren, Hammersmith is out (1972), et Memed my hawk (1984). A l'écran, il joue principalement des rôles de lâches et de veules ; on le trouve en Néron dans Quo Vadis ? (Mervyn LeRoy, 1951), en Monsieur Loyal exhibant sous son chapiteau Martine Carol dans Lola Montès (Max Ophuls, 1954), en trafiquant d'esclaves dans Spartacus (Stanley Kubrick, 1960), rôle pour lequel il obtient l'Oscar du meilleur second rôle, en escroc poltron dans Topkapi (Jules Dassin, 1963), récompensé par un second Oscar, en Mirabeau cynique et dépravé dans La Révolution française (Richard T. Heffron, Robert Enrico, 1989). Mais il propose aussi des personnages plus complexes comme dans La Cuisine des anges (Michael Curtiz, 1954), Le Beau Brummell (Curtis Bernhardt, id.), Les Espions (Henri-Georges Clouzot, 1957), Les Comédiens (Peter Glenville, 1967), d'après le roman de Graham Greene, Un taxi mauve (Yves Boisset, 1976), aux côtés de Philippe Noiret, ou encore Enquête à l'italienne (Steno, 1977). Il campe à trois reprises le débonnaire et perspicace détective Hercule Poirot dans Mort sur le Nil (John Guillermin, 1977). Meurtre au soleil (Guy Hamilton, 1981) et Rendez-vous avec la mort (Michael Winner, 1987). Il s'éloigne ensuite du cinéma, ne faisant que de brèves apparitions dans quelques productions : Lorenzo (1992) où il donne la réplique à Susan Sarandon et Nick Nolte, The Phoenix and the magic carpet (Zoran Perisic, 1995), The Bachelor (Gary Sinior, 1999). Il fait une ultime prestation en 2002 dans Luther, une épopée médiévale sur la vie du réformateur allemand au 16e siècle, du réalisateur britannique Eric Till.
Comédien, metteur en scène et auteur dramatique, il se produit plusieurs fois sur les planches (Crime et châtiment, L'Amour des quatre colonels).
Journaliste et critique de théâtre, il écrit en 1960 un recueil de nouvelles, Un soupçon de pitié. Il publiera huit autres livres dont une autobiographie, Cher moi.
Moins connu pour ses incursions dans le monde de la musique, il se produit avec des rôles parlés dans L'Histoire du soldat de Stravinski et Les Créatures de Prométhée de Beethoven. Il écrit et enregistre lui même le prologue d'Arianne à Naxos, de Richard Strauss.
Sa pièce La Maison des Regrets qu'il a écrit à l'âge de 19 ans, jouée au Théâtre des Arts à Londres, sous les bombardements, fut qualifiée par le Daily Mail de "meilleure pièce de la guerre".
En 1971, il devient ambassadeur permanent pour l’UNICEF.
A partir de 1989, il a occupé le fauteuil d’Orson Welles à l’Académie des Beaux-Arts de Paris.
Courts métrages 1943 | New Lot (The) | Carol Reed |
| 1940 | Hullo Fame | Andrew Buchanan |
| 1943 | New Lot (The) | Carol Reed |
| 1964 | Peaches (The) Les Pêches | Michael Gill |
| 1970 | Festival Game (The) | Tony Klinger, Mike Lytton |
Longs métrages| 1946 | School for Secrets | Peter Ustinov |
| 1947 | Vice Versa | Peter Ustinov |
| 1948 | Private Angelo | Michael Anderson, Peter Ustinov |
| 1960 | Romanoff and Juliet Romanoff et Juliette | Peter Ustinov |
| 1961 | Billy Budd | Peter Ustinov |
| 1964 | Lady L. | Peter Ustinov |
| 1971 | Hammersmith Is Out [Liberté provisoire] | Peter Ustinov |
| 1984 | Memed My Hawk | Peter Ustinov |
| 1944 | Way Ahead (The) L'Héroïque parade | Carol Reed |
| 1945 | True Glory (The) La Vraie gloire | Garson Kanin, Carol Reed |
| 1946 | Carnival | Stanley Haynes |
| 1946 | School for Secrets | Peter Ustinov |
| 1948 | Private Angelo | Michael Anderson, Peter Ustinov |
| 1968 | Hot Millions [Chauds les millions] | Eric Till |
| 1948 | Under Capricorn Les Amants du capricorne | Alfred Hitchcock |
| 1960 | Romanoff and Juliet Romanoff et Juliette | Peter Ustinov |
| 1947 | Vice Versa | Peter Ustinov |
| 1948 | Private Angelo | Michael Anderson, Peter Ustinov |
| 1960 | Romanoff and Juliet Romanoff et Juliette | Peter Ustinov |
| 1961 | Billy Budd | Peter Ustinov |
| 1964 | Lady L. | Peter Ustinov |
| 1984 | Memed My Hawk | Peter Ustinov |
| 1964 | Lady L. | Peter Ustinov |
| 1946 | School for Secrets | Peter Ustinov |
| 1947 | Vice Versa | Peter Ustinov |
| 1948 | Private Angelo | Michael Anderson, Peter Ustinov |
| 1960 | Romanoff and Juliet Romanoff et Juliette | Peter Ustinov |
| 1961 | Billy Budd | Peter Ustinov |
| 1940 | Mein Kampf - My Crimes | Norman Lee |
| 1942 | Goose Steps Out (The) [Le Pas de l'oie] | Basil Dearden, Will Hay |
| 1942 | Let the People Sing | John Baxter |
| 1942 | One of Our Aircraft Is Missing Un de nos avions n'est pas rentré | Emeric Pressburger, Michael Powell |
| 1944 | Way Ahead (The) L'Héroïque parade | Carol Reed |
| 1945 | True Glory (The) La Vraie gloire | Garson Kanin, Carol Reed |
| 1948 | Private Angelo | Michael Anderson, Peter Ustinov |
| 1950 | Odette Odette, agent secret S23 | Herbert Wilcox |
| 1950 | Quo Vadis | Mervyn LeRoy |
| 1951 | Hotel Sahara Hôtel Sahara | Ken Annakin |
| 1951 | Magic Box (The) La Boîte magique | John Boulting |
| 1953 | Beau Brummell | Curtis Bernhardt |
| 1954 | Egyptian (The) L'Egyptien | Michael Curtiz |
| 1954 | We're No Angels La Cuisine des anges | Michael Curtiz |
| 1955 | Lola Montès | Max Ophuls |
| 1956 | Girovaghi (I) | Hugo Fregonese |
| 1957 | Espions (Les) | Henri-Georges Clouzot |
| 1957 | Un angel paso por Brooklyn Pablito à New York | Ladislao Vajda |
| 1959 | Spartacus | Stanley Kubrick |
| 1959 | Sundowners Horizons sans frontières | Fred Zinnemann |
| 1960 | Romanoff and Juliet Romanoff et Juliette | Peter Ustinov |
| 1961 | Billy Budd | Peter Ustinov |
| 1963 | Topkapi | Jules Dassin |
| 1964 | John Goldfarb, Please Come Home ! L'Encombrant Mr John | J. Lee Thompson |
| 1964 | Lady L. | Peter Ustinov |
| 1966 | Blackbeard's Ghost Le Fantôme de Barbe Noire | Robert Stevenson |
| 1967 | Comedians (The) Les Comédiens | Peter Glenville |
| 1968 | Hot Millions [Chauds les millions] | Eric Till |
| 1969 | Viva Max ! | Jerry Paris |
| 1970 | Robin Hood Robin des Bois | Wolfgang Reitherman |
| 1971 | Hammersmith Is Out [Liberté provisoire] | Peter Ustinov |
| 1973 | Peter Ustinov og hans verden | Annett Wolf |
| 1974 | One of Our Dinosaurs Is Missing [Objectif Lotus] | Robert Stevenson |
| 1975 | Logan's Run L'Age de cristal | Michael Anderson |
| 1975 | Treasure of Matecumbe Le Trésor de Matacumba | Vincent McEveety |
| 1976 | Un taxi mauve | Yves Boisset |
| 1977 | Death on the Nile Mort sur le Nil | John Guillermin |
| 1977 | Doppio delitto Enquête à l'italienne | Steno |
| 1977 | Last Remake of Beau Geste (The) Mon beau légionnaire | Marty Feldman |
| 1977 | Mouse and His Child (The) | Charles Swenson, Fred Wolf |
| 1978 | Ashanti | Richard Fleischer |
| 1978 | Hoshi no orufeusu | Takashi |
| 1978 | Thief of Bagdad (The) Le Voleur de Bagdad | Clive Donner |
| 1979 | Nous maigrirons ensemble | Michel Vocoret |
| 1979 | Tarka the Otter | David Cobham |
| 1980 | Charlie Chan and the Curse of the Dragon Queen | Clive Donner |
| 1981 | Evil Under the Sun Meurtre au soleil | Guy Hamilton |
| 1981 | Great Muppet Caper (The) | Jim Henson |
| 1981 | Grendel Grendel Grendel | Alexander Stitt |
| 1984 | Memed My Hawk | Peter Ustinov |
| 1987 | Appointment with Death Rendez-vous avec la mort | Michael Winner |
| 1988 | C'era un castello con quaranta cani Au bonheur des chiens | Duccio Tessari |
| 1988 | Peep and the Big Wide World | Kaj Pindal |
| 1989 | Révolution Française : Les années lumière (La) | Robert Enrico |
| 1989 | Révolution Française : Les années terribles (La) | Richard T. Heffron |
| 1992 | Lorenzo's Oil Lorenzo | George Miller |
| 1995 | Phoenix and the Magic Carpet (The) | Zoran Perisic |
| 1998 | Stiff Upper Lips | Gary Sinyor |
| 1999 | Bachelor (The) Le Célibataire | Gary Sinyor |
| 2000 | My Khmer Heart | Janine Hosking |
| 2000 | Stanley Kubrick : A Life in Picture | Jan Harlan |
| 2002 | Luther | Eric Till |