Pierre Palmade voit le jour à à Bordeaux (Gironde). Il a fait ses études à Bordeaux, à l'école primaire Paul-Antin, puis au collège Alain-Fournier et au lycée Michel-Montaigne.
Il apparaît pour la première fois à la télévision en 1987 dans l'émission la Classe sur FR3 où il rencontre nombre de ses futurs camarades (Michèle Laroque, Jean-Marie Bigard...).
Il écrit en 1991 une pièce pour Jacqueline Maillan, Pièce montée.
Après de très nombreux succès en one-man show Ma Mère aime beaucoup ce que je fais, On s'connaît ?, Passez me voir à l'occasion, il triomphe ensuite avec Michèle Laroque dans deux spectacles co-écrits avec sa complice Muriel Robin : Ils s'aiment (1996) et Ils se sont aimés (2001).
Il écrit également pour d'autres artistes. Il inspire et co-écrit notamment tous les sketches des one-woman-shows de Muriel Robin. Il écrit les dialogues des films Pédale douce (1996). Il écrit et joue en 1995 la pièce Ma soeur est un chic type avec Dominique Lavanant.
Depuis 1993, il participe également aux spectacles des Enfoirés
En 1998, il joue le rôle du barde Assurancetourix dans Astérix et Obélix contre César. En 2001, il sort le single J'te flashe, j'te love, co-écrit avec Jean-Michel Jarre. Mais, après le one-man show best of Mes premiers adieux (2000), les envies de Palmade se portent davantage vers la comédie : Au secours, j'ai 30 ans ! (2004), Trois pères à la maison (2004)...
Pierre Palmade participe en 2005 à l'émission En terre inconnue présentée par Frédéric Lopez qui l'emmène 10 jours au Niger à la découverte des girafes et du peuple Touareg. Pierre Palmade dit avoir considéré ce voyage comme un « moment charnière » de sa vie. A 37 ans, Pierre Palmade décide en effet de « changer de vie ». Il rompt avec une vie très festive et se tourne dans le même temps vers de jeunes comédiens. En 2005, il met ainsi en scène deux jeunes comédiens (Brice Hillairet et Cédric Cizaire) dans Ils jouent Palmade. Ils reprennent sur la scène du Point-Virgule quelques textes de son début de carrière.
De septembre 2005 à avril 2006, il joue aux côtés d'Isabelle Mergault, la pièce Si c'était à refaire de Laurent Ruquier, au Théâtre des Variétés. C'est après l'avoir vu dans cette pièce que Pierre Richard lui demande d'écrire une pièce pour eux-deux. Il lui présente Christophe Duthuron avec qui Pierre Palmade écrit Pierre et fils, spectacle que les deux Pierre jouent avec succès de 2006 à 2008, puis la pièce de théâtre Fugueuses (2007), interprétée par Line Renaud et Muriel Robin.
De septembre à décembre 2007, il présente Made in Palmade sur France 3 chaque dimanche à 20 h 20. L'émission est arrêtée faute d'audience mais Pierre Palmade décide d'écrire une pièce pour les participants de l'émission et pour lui-même. Le 9 octobre 2008, il fait ainsi sa grande rentrée sur la scène du théâtre Fontaine avec Le Comique, pièce dont il est l'auteur et qu'il interprète avec sa troupe de jeunes comédiens : Delphine Baril, Anne-Elisabeth Blateau, Noémie de Lattre, Bilco, Sébastien Castro, Jean Leduc et Arnaud Tsamère. Une pièce mise en scène par Alex Lutz où Pierre Palmade évoque de manière assez autobiographique, mais avec toute la dérision qu'on lui connaît, sa vie festive passée.
Il joue le rôle de Jacques Chazot en 2008 dans
Sagan de Diane Kurys au côté de Sylvie Testud.
Il écrit la chanson Tu le reconnaîtras qui figure sur l'album Exhibition (2010) de Quentin Mosimann.
Le 20 février 2010, a été diffusé Le Grand Restaurant, un divertissement sur France 2 en prime time écrit et joué par Pierre Palmade. Il s'agit d'un nouveau genre de divertissement relatant la vie d'un grand restaurant. Les personnages sont des célébrités du cinéma, du théâtre et de la chanson, mais avec des rôles écrits sur mesure par Pierre Palmade. L'émission s'est imposée en tête des audiences de première partie de soirée en rassemblant 4,89 millions de téléspectateurs soit 22 % de part d'audience moyenne. Cette émission a été réalisée par Gérard Pullicino.
Après 10 ans, Pierre Palmade revient seul en scène dans un one-man-show intitulé J'ai jamais été aussi vieux, joué du 7 au 24 octobre 2010 au Palace à Paris puis du 11 décembre au 1er janvier 2011 aux Bouffes Parisiens, ainsi qu'en tournée en France, Suisse, Belgique et Maroc.
Son appétit de la scène ne s'arrête pas là puisqu'il enchaîne à partir du 28 janvier 2011 une nouvelle comédie de et avec Isabelle Mergault, L'Amour sur un plateau, au Théâtre de la Porte-Saint-Martin à Paris.
Il s'est marié en 1995 avec la chanteuse Véronique Sanson avant de divorcer six ans plus tard. Des rumeurs insistantes ont circulé sur son homosexualité suite à ce divorce. Ces rumeurs seront ensuite confirmées quelques années plus tard par Pierre Palmade lui-même,. Avec son one-man show J'ai jamais été aussi vieux Pierre Palmade affirme en 2010 : «
Boujenah,
Elmaleh,
Jamel ont bâti leurs spectacles sur leurs racines, leur identité, eh bien, moi, mon identité, c'est mon homosexualité ».