1944 in Odessa geboren, studierte er Literatur, Medizin, Logik, Philosophie und Film in Paris und Wien. Durch seine vielfältigen Aktivitäten als Künstler, Kurator, Theoretiker und als Nomade zwischen Kunst und Wissenschaft galt er als eine zentrale Figur der europäischen Medienkunst.
Seit 1984 war er Professor an der Universität für Angewandte Kunst in Wien, von 1984 bis 1989 Professor für Video und Digitale Kunst am Center for Media Study an der State University of New York in Buffalo. 1989 gründete er das Institut für Neue Medien an der Städelschule in Frankfurt, das er bis 1995 leitete. Von 2009 bis 2012 war er Gastprofessor an der University of New South Wales, Sydney, Australien.
Von 1986 bis 1995 war Peter Weibel künstlerischer Leiter der Ars Electronica in Linz, von 1993 bis 1999 Österreichs Kommissär der Biennale von Venedig. Von 1993 bis 2011 war er Chefkurator der Neuen Galerie in Graz. 2008 war er künstlerischer Leiter der Biennale von Sevilla (Biacs3). 2011 war er künstlerischer Direktor der 4. Moskau Biennale für zeitgenössische Kunst. 2015 kuratierte er »lichtsicht 5«, die Projektions-Biennale in Bad Rothenfelde.
Von 1999 bis 2023 war Peter Weibel Vorstand des ZKM | Zentrum für Kunst und Medien Karlsruhe. Am 1. März 2023 verstarb er nach kurzer schwerer Krankheit im Alter von 78 Jahren in Karlsruhe.
