Питер Богданович родился в городе Кингстон, штат Нью-Йорк 30 июля 1939 года. Его родители были иммигрантами, бежавшими из Европы от нацистского режима. Мать Питера, Герма Богданович происходила из знатной семьи австрийских евреев, а отец, Борислав Богданович был родом из Сербии и занимался музыкой и живописью.

Питер с детства серьезно увлекся кино, позже, когда его увлечение перерасло в профессиональное занятие, он расскажет, что смотрел в то время по 400 фильмов в год! В 16 лет он занялся изучением актерского искусства в знаменитой Нью-Йоркской мастерской Стеллы Адлер, но так как Богданович был еще слишком молод, ему пришлось пойти на хитрость и убедить всех, будто бы он уже достиг совершеннолетия, что ему с успехом удалось.

В 1950-х он уже принимает участие в телевизионных проектах, играет на сцене любительского театра.

В начале 1960-х годов, заядлый киноман Питер Богданович становится известен как составитель программы фильмов в Музее современного искусства Нью-Йорка. В своих программах он уделял особое внимание работам таких режиссеров режиссерам как Орсон Уэллс, Говард Хоукс и Джон Форд.

Попав под влияние французских кинокритиков 1950-х годов, писавших для знаменитого киножурнала «Cahiers du cinema», а затем перешедших в режиссуру, Богданович решает последовать их примеру и для начала решает заняться кинокритикой. Он пишет десятки статей, биографических очерков, даже готовит к выпуску собственные книги, посвященные мастерам американского кино.

В начале 1960-х Богданович вместе со своей женой Поли Плэтт переехал из Нью-Йорка в Лос-Анджелес, где ему по чистой случайности удалось познакомиться с постановщиком Роджером Корманом, который был знаком с писательскими трудами Богдановича для одного из американских журналов. Корман пригласил молодого критика поработать помощником на съемках его фильма «Дикие ангелы» (1966) с Питером Фондой в главной роли. Так Питер Богданович оказался в самом центре создания настоящего кино.

Именно Корман помог Богдановичу с его первыми самостоятельными проектами - «Цели» (1968), созданным по сценарию самого Питера и его жены Поли Плэтт и фантастической картины «Путешествие на планету доисторических женщин» (1968).

После выхода этих фильмов, Богданович на некоторое время возвращается в кинокритику. В 1969 году во время съемок фильма Майкла Николса «Уловка 22» Богданович взял интервью у самого Орсона Уэллса, о котором затем он напишет биографическую книгу «Это Орсон Уэллс» (1992). Интересно, что именно то интервью стало началом великой дружбы двух знаменитых кинематографистов. В начале 1970-х годов, когда Уэллс испытывал финансовые затруднения, Богданович всячески поддерживал выдающегося мастера кино и даже позволил жить у него в течение нескольких месяцев.

В 1970-м году Американский институт кино (AFI) предложил Богдановичу поставить документальную картину о Джоне Форде, фильм «Поставлено Джоном Фордом» был закончен в 1971 году, но из-за проблем с лицензированием вышел в реставрированном варианте лишь в 2006 году. К первоначальным интервью Джеймса Стюарта, Генри Фонды и Джона Уэйна были добавлены материалы с участием Клинта Иствуда, Гэрри Купера, Мартина Скорсезе и других знаменитых героев американского кино.

В 1971 году Богданович добился огромного прорыва с выходом фильма «Последний киносеанс». Драматическая картина 32-летнего режиссера, повествующая о жителях маленького провинциального городка 1950-х годов была номинирована на 8 премий «Оскар», в том числе за лучшую режиссерскую работу. В 1972 году фильм был удостоен двух наград Киноакадемии (лучший актер второго плана, лучшая актриса второго плана), а Питер Богданович был провозглашен мировой критикой вундеркиндом.

На следующий год Богданович ставит популярную комедию «В чем дело, Док?» (1972) с Барбарой Стрейзанд и закрепляет свой успех. Богданович становится одним из режиссеров так называемого «Нового Голливуда» вместе со Стивеном Спилбергом, Уильямом Фридкиным, Де Пальмой, Скорсезе, Копполой, Лукасом и другими молодыми режиссерами, которые все ярче проявляли себя в кинематографе. Богданович участвует в создании «Компании режиссеров», сотрудничающей со студией «Paramount Pictures», благодаря своей собственной организации молодые и амбициозные кинематографисты получали почти полный контроль над своими работами.

Именно с помощью «Компании режиссеров» Богданович поставил свой новый комедийный фильм «Гениальные аферисты» (1973, фильм также известен под названием «Бумажная луна») с отцом и дочерью - Райаном и Тэйтум О’Нил. Фильм пользовался большим успехом у публики, а юная Тэйтум О’Нил завоевала премию «Оскар» как лучшая актриса второго плана.

Следующий фильм Богдановича «Дэйзи Миллер» вышел в 1974 году, на главную роль режиссер вновь после «Последнего киносеанса» пригласил Сибилл Шепард, но, тем не менее, картину ждал провал. На следующий год, киноакадемики выдали фильму Богдановича номинацию на «Оскар», но уже лишь за лучший дизайн костюмов.

А вскоре распалась «Компания режиссеров», Богданович вернулся к писательскому ремеслу. Его новые фильмы «Наконец-то любовь» (1975), «Торговцы грезами» (1976), «Святой Джек» (1979) и «Они все смеялись» (1981) неизменно терпят провал, только в 1985 году Богдановичу удалось напомнить о себе биографической драмой «Маска», посвященной жизни Рокки Денниса, страдавшего редким заболеванием костей. Главные роли в фильме исполнили Эрик Штольц, Шер и Сэм Эллиот. Картина была отмечена на вручении премий «Оскар», «Золотой глобус», БАФТА и наград Каннского кинофестиваля.

Следующая работа Питера Богдановича – комедия «Незаконно твой» (1988) снова не оправдала ожиданий поклонников таланта режиссера. А следом за ней вышло разочаровывающее продолжение фильма «Последний киносеанс» - «Техасвилль» (1990). В своих неудачах Богданович винил боссов киностудий, которые, по его мнению, слишком много вмешивались в его работу на всех стадиях создания картины.

В своих интервью Богданович рассказывал, что фильм «Маска», вышедший с музыкой Боба Сегера, по его задумке должен был выйти с саундтреком Брюса Спрингстина. А фильм «Техасвилль», после финального монтажа, который на студии осуществляли без участия Богдановича, оказался, по словам режиссера, и вовсе не тем фильмом, который он хотел сделать. Стоит отметить, что эти фильмы позже были выпущены в специальной режиссерской версии на DVD.

В первой половине 1990-х годов Питер Богданович поставил еще два фильма.

В 1992 году вышла комедийная мелодрама «Безумные подмостки», а в 1993 году фильм «То, что называют любовью». Обе картины провалились в прокате и вынудили режиссера уйти на телевидение, где он поставил несколько проектов.

В большой кинематограф Богданович вернулся в 2001 году. Он снял фильм «Смерть в Голливуде» с Кирстен Данст в главной роли. Фильм рассказывал о таинственных событиях, связанных со смертью режиссера Томаса Инса на яхте медиа-магната Уильяма Херста, в свое время послужившего прототипом для главного героя легендарного фильма Орсона Уэллса «Гражданин Кейн». К несчастью Богдановича и эту его работу ждала неудача.

Несмотря на все трудности, Богданович продолжал писать. Он опубликовал несколько книг, посвященных кино, и получивших большую популярность среди киноманов.

На протяжении своей карьеры в кинематографе, Богданович также активно занимается актерской деятельностью, снявшись в небольших ролях в нескольких десятках фильмов и телевизионных проектах.

Еще в конце 1988 года 49-летний Богданович женился во второй раз на 20-летней Луизе Страттэн, в 2001 году пара развелась.

В 1998 году Библиотеки Конгресса США внесла фильм «Последний киносеанс» в национальный реестр фильмов, в котором находятся наиболее значимые национальные картины.

В 2007 году Американский институт кино (AFI) назвал картину Питера Богдановича 95-й в списке «100 лучших американских фильмов всех времен».

В 2009 году музыкальное видео Питера Богдановича для коллектива Tom Petty and the Heartbreakers «Runnin' Down a Dream» было удостоено премии Грэмми.