Nació el 29 de mayo de 1944 en Londres (G.B.).
Trabajaba como enfermero en el Hospital Kingdom College de Londres, cuando debido a su alta estatura (2,21 m.), el productor Charles Schneer le ofreció participar en la película "Simbad y el ojo del tigre" (1977).
Este trabajo lo llevó hasta el papel de su vida: el wookie Chewbacca en "La guerra de las galaxias" (1977) de George Lucas. Luego repitió este rol en "El imperio contraataca" (1980) de Irvin Kershner y "El retorno del Jedi" (1983) de Richard Mrquand. También lo encarnó en "The Star Wars Holyday Special" (1978); en los programas "Donnie and Marie" (1977) o "El Show de Los Teleñecos" (1980), que dedicaron sendos especiales a "Star Wars"; así como en la atracción de Disneyworld "Star Tours" (1987); o en spots publicitarios. La popularidad adquirida, le permitió ser una figura habitual en convenciones de "Star Wars".
Al margen de estos trabajos, actuó en series británicas como "Hazell" (1979) o "The Dark Tower" (1981), fue actor de doblaje en "Dragon Ball: 100 años después" (1997), y se interpretó a sí mismo en las comedias "Comic Book Villans" (2002) y "Comic Book; The Movie" (2004). En 2008 fue actor de reparto en la película "Yesterday Was a Life"
En 2005 retomó el papel de Chewbacca en "Star Wars. Episodio 3: La venganza de los Sith". En 2011 hizo un cameo como este personaje en un episodio de "Glee" y se encarnó a sí mismo en otro de "Breakin In". En 2015 lo encarnó por última vez en "Star Wars: El despertar de la fuerza", donde debido a problemas de salud, en muchas escenas fue reemplazado por el jugador de baloncesto Joonas Soutamo, que dio vida al personaje en "Star Wars: Los últimos Jedi (2017, donde Mayhew sólo fue asesor), "Han Solo: Una historia de Star Wars" (2018) y en la aún por estrenar "Star Wars: El ascenso de los Skywalker" (2019). En 2016 hizo su último trabajo en la película "Killer Ink".
En lo personal, entre 1999 y 2019 estuvo unido a Angie Luker. Peter Mayhew falleció el 30 de abril de 2019 en Texas (USA), a la edad de 74 años y a consecuencia de un ataque al corazón.