Peter Fleischmann, geboren am 26. Juli 1937 in Zweibrücken, studiert zunächst am Deutschen Institut für Film und Fernsehen (DIFF) in München und arbeitet anschließend als Regieassistent und Aufnahmeleiter bei der Produktionsfirma Schongerfilm. Von 1960 bis 1962 studiert er am Pariser Institut des Hautes Etudes Cinématographiques (IDHEC); nach seinem Abschluss inszeniert er diverse Kinder- und Kurzdokumentarfilme. Für den Kinderkurzfilm "Alexander und das Auto ohne linken Scheinwerfer" erhält er im Jahr 1966 bei den Filmfestspielen von Venedig einen Spezialpreis.

Bereits mit seinem ersten langen Dokumentarfilm etabliert sich Fleischmann 1967 als kritisch-unbequemer Filmemacher: "Der Herbst der Gammler" schildert den Konflikt zwischen jungen und älteren Münchner Bürgern. Ein Jahr später inszeniert er mit "Jagdszenen aus Niederbayern" seinen ersten abendfüllenden Spielfilm. Basierend auf dem Volksstück von Martin Sperr erzählt der Film vom "alltäglichen Faschismus" (CineGraph) in der deutschen Provinz: Ein junger Mann (dargestellt von Sperr selbst) wird wegen seiner Homosexualität von der Dorfgemeinschaft verhöhnt, ausgegrenzt und zu einer Verzweiflungstat getrieben. 1969 wird "Jagdszenen aus Niederbayern" beim Deutschen Filmpreis mit dem "Filmband in Silber" ausgezeichnet. Im gleichen Jahr gründet er gemeinsam mit Volker Schlöndorff die Produktionsfirma "Hallelujah Film".

Fleischmanns folgende Filme, das Kleinbürger-Drama "Das Unheil" nach einem Drehbuch von Martin Walser und vor allem der "Anti-Porno-Film" (Fleischmann) "Dorotheas Rache", sorgen für heftige Kontroversen. "Dorotheas Rache", über eine Frau, die freiwillig in das Geschäft mit dem Sex einsteigt, wird in Bayern beschlagnahmt, schließlich aber doch freigegeben. Mit "Der 3. Grad" über das Leben in einem Polizeistaat, dem allegorischen Polit-Drama "Die Hamburger Krankheit" und dem mittlerweile zum Kultklassiker avancierten Science-Fiction-Film "Es ist nicht leicht ein Gott zu sein" bleibt Fleischmann seinem Image eines ebenso eigenwilligen wie gesellschaftskritischen Vertreters des deutschen Autorenfilms treu. In den neunziger Jahren gehört er unter Schlöndorff zur Leitung der Filmstudios Babelsberg.

Nach einer längeren Zeit, in der er keine Filme veröffentlichte, kehrte Fleischmann mit seinem Langzeit-Porträt "Mein Freund der Mörder" 2006 ins Kino zurück.

Peter Fleischmann lebt in Paris und München.