Питер Сарсгаард родился в штате Иллинойс, на авиабазе Scott Air Force Base. Окончил университет штата Миссури (Washington University in St. Louis). Учился в актёрской школе The Actors Studio, играл в телесериалах и нью-йоркских театрах. Первая роль в кино — в фильме «Мертвец идёт» (1995). Спустя три года появился в небольшой роли в фильме «Человек в железной маске».

Критикой была отмечена игра Сарсгаарда в фильме «Парни не плачут» (1999) о Брэндоне Тине — FtM’e, убитом в Небраске в 1993 году. Сарсгаард сыграл его друга Джона Лоттера, который изнасиловал и убил Брэндона после того, как выяснился его настоящий пол. Хилари Суонк получила премию «Оскар» за роль Брэндона.

Сарсгаард сыграл в биографическом фильме «Кинси» (2004) режиссёра Билла Кондона. Партнёрами по фильму стали Лайэм Нисон в роли самого энтомолога и Лора Линни в роли его жены. Сарсгаард играл роль молодого помощника Кинси. В 2004 году номинировался на премию «Золотой глобус» как лучший актёр второго плана за роль в фильме «Афера Стивена Гласса».

Женат на актрисе Мэгги Джилленхал, имеет дочь Рамону (3 октября 2006).

Лучшие фильмы:

Мертвец идет

Парни не плачут

Воспитание чувств

К-19

Страна садов