Se formó con ebanista, diseñador y arquitecto en la Kunstgewerbeschule de Basilea y en el Pratt Institute de Nueva York. Trabajó en el Departamento de Conservación de Monumentos del cantón suizo de Graubünden como consultor de construcción y planeación y analista de arquitectura de pueblos históricos, además de realizar restauraciones. Desde 1979 tiene su propio despacho en Haldenstein, Suiza en donde todavía trabaja junto a un pequeño staff de 15 personas.
Es profesor en la Accademia di Architettura dell'Università della Svizzera Italiana en Mendrisio, Suiza, y ha sido profesor invitado en diversas universidades de todo el mundo como University of Southern California Institute of Architecture, en la Technische Universität, Munich y en la Graduate School of Design, Harvard University, entre otras.
Entre sus obras más importantes destaca: cubrición del yacimiento arqueológico romano (Chur, Suizza, 1986), capilla de Sogn Benedetg (Sumvitg, Suiza, 1988), viviendas para jubilados (Chur-Masans, Suiza, 1993), termas (Vals, Suiza, 1996), Kunsthaus Bregenz (Bregenz, Austria, 1997), pabellón de Suiza en la Exposición Universal (Hannover, Alemania, 2000), centro de documentación `Topografía del terror’ piezas prefabricadas (Berlín, Alemania, 1997; proyecto interrumpido por el gobierno regional), Kunstmuseum Kolumba (Colonia, Alemania, 2007) y capilla Bruder Klaus (finca de Scheidtweiler, Mechernich, Alemania, 2007).
Su obra ha sido recogida en exposiciones, y numerosas publicaciones especializadas y en la monografía Peter Zumthor: Works, Buildings, and Projects 1979-1997 (Lars Müller, Baden, 1998). Ha recibido el Premio Pritzker de Arquitectura 2009 y la Royal Gold Medal de arquitectura 2013.