Fils du metteur autrichien d'origine juive
Berthold Viertel, il naquit à Dresde lors d'un séjour de ses parents dans cette ville. Ceux-ci partirent pour les Etats-Unis en 1928, où son père travailla pour Hollywood, ainsi que sa mère
Salka Viertel, amie de
Greta Garbo. A cause des lois raciales en Allemagne, ils obtinrent la nationalité américaine. Peter Viertel fut élevé à Santa Monica avec des deux frères Hans et Thomas. La maison de ses parents était le havre de l'intelligentsia hollywoodienne, souvent d'origine européenne. Il fit ses études au Darmouth College et se sentait plus proche du mode de vie californien que du mode de vie européen.
Après la guerre, où il fut enrôlé en Californie - expérience qu'il décrivit avec son ami
Irwin Shaw - il se lança dans le cinéma.
Il venait souvent à Klosters, dans les Grisons, où il y possédait un châlet, près de la demeure de sa mère.
Il épousa en premières noces Virginia Ray qui venait de divorcer de l'écrivain et scénariste Budd Schulberg, dont il eut une fille, Christine. Il divorça rapidement à cause d'une liaison avec le mannequin Bettina et épousa en secondes noces l'actrice
Deborah Kerr.
Il mourut d'un lymphome à Marbella, où il possédait une maison, dix-neuf jours après le décès de sa femme.