Питер Сарсгаард родился 7 марта 1971 года на военной базе ВВС штата Иллинойс, где его отец служил инженером.
Высшее образование Питер получил в университете Сент-Луиса, изучал историю и литературу. После университета Сарсгаард переехал в Нью-Йорк, где стал брать уроки актерского мастерства в театральной школе The actors studio. Вскоре организовал с друзьями небольшую труппу Mama`s Pot Roast. Молодые актеры ставили комедии и играли их на различных театральных площадках Нью-Йорка.
В 1995 году Питера заметил известный актер Тим Роббинс и пригласил в свой фильм «Мертвец идет», главные роли в котором исполнили Шон Пенн и Сьюзен Сарандон. В 1998 году Сарсгаард появляется в исторической драме «Человек в железной маске» в роли сына мушкетера Атоса, которого сыграл Джон Малкович.
В 1999 году Питер Сарсгаард заявил о себе уже как серьезный многоплановый актер, поразив всех своей игрой в драме «Парни не плачут». Премию Оскар за этот фильм получила партнерша Питера, Хилари Суонк. А к самому Сарсгаарду признание пришло после работы в драме «Афера Стивена Гласса» в виде номинации на «Золотой Глобус» 2004 года за Лучшую роль второго плана.
В фильмографии Питера Сарсгаарда практически нет проходных фильмов, он всегда снимается либо в высокобюджетных студийных проектах, собирающих огромную кассу по всему свету: «Рыцарь дня» (2010) с Томом Крузом и Камерон Диас, «Зеленый фонарь» (2011) с Райаном Рейнольдсом, либо в высококачественных интеллектуальных драмах: «Эллегия» (2008), получившая номинацию на Золотого медведя Берлинского кинофестиваля, «Воспитание чувств» (2009), удостоенная 3 номинаций на премию Оскар, «Лавлейс» (2012), премьера этой истории одной из самых знаменитых порнозвезд состоялась на фестивале в Санденсе, «Жасмин» (2013) Вуди Аллена, так же отмеченная различными кинонаградами и номинациями.
В 2006 году Питер Сарсгаад женился на актрисе Мэгги Джилленхол, сестре известного актера Джейка Джилленхола. У пары Сарсгаарда и Джилленхол 2 детей.
