Peter Schamoni wurde am 27. März 1934 in Berlin-Dahlem geboren. Mit seinen Brüdern Victor, Thomas und Ulrich wuchs er in Berlin, Ostpreußen, Werl und Münster auf. Bereits in der Kindheit trat er als Darsteller im Film- und Theaterbereich auf; nach dem Abitur studierte er Publizistik, Kunst-, Theater- und Literaturgeschichte. Gemeinsam mit Jost Vacano drehte er 1957 in Moskau erste dokumentarische 16mm-Kurzfilme, darunter "Moskau 1957", der mit dem Photokina-Preis ausgezeichnet wurde. Parallel zum Studium arbeitete er als Journalist und Regieassistent an Theatern in München und Stuttgart. 1958 entstand in Zusammenarbeit mit Enno Patalas die Satire "Osterspaziergang" über das umweltbelastende Ausflugsverhalten von Autofahrern.

1960 markierte der essayistische Kurzfilm "Brutalität in Stein", der er zusammen mit Alexander Kluge realisierte, seinen künstlerischen Durchbruch. Es folgten etliche weitere, zumeist kurze Dokumentarfilme, die vor allem auf den Kurzfilmtagen in Oberhausen gezeigt wurden und diverse Auszeichnungen erhielten. Schamoni war zudem einer von 26 Unterzeichnern des "Oberhausener Manifests" vom 28.2.1962.

Aus der Bekanntschaft mit dem Künstler Max Ernst entstand der Dokumentarfilm "Max Ernst – Entdeckungsfahrten ins Unbewußte", der 1964 in Oberhausen mit dem Hauptpreis ausgezeichnet wurde und den Deutschen Filmpreis in Gold erhielt. In den folgenden Jahren widmete er sich dem Leben und Werk Max Ernsts in weiteren Filmprojekten. Neben seinen Kurzfilmen und Künstlerporträts wirkte Schamoni auch als Produzent, so etwa bei Filmen seines Bruders Ulrich Schamoni wie "Alle Jahre wieder" (1967), "Quartett im Bett" (1968) und "Eins" (1971).

Sein Debüt als Spielfilmregisseur gab er mit "Schonzeit für Füchse" (1966), für den er bei den Internationalen Filmfestspielen Berlin mit dem Silbernen Bären ausgezeichnet wurde. Die von ihm produzierte May-Spils-Komödie "Zur Sache, Schätzchen" (1968) geriet zu einem überragenden kommerziellen Erfolg und gilt bis heute als eines der populärsten Beispiele des Jungen Deutschen Films.

In den 1970er Jahren drehte Schamoni u.a. die Romanverfilmung "Schmetterlinge weinen nicht" und versuchte sich mit "Potato Fritz" (1976) auch im Western-Genre. Anfang der 1980er entstand die mit Nastassja Kinski und Herbert Grönemeyer prominent besetzte "Frühlingssinfonie" über die dramatische Liebesbeziehung zwischen Clara Wieck und Robert Schumann.

Neben seinen fiktionalen Arbeiten kehrte Schamoni immer wieder zur Form des Künstlerportraits zurück, so etwa bei "Nikki de Saint Phalle" (1995). Im Dokumentarfilm "Majestät brauchen Sonne" (1999) verarbeitete er historisches Filmmaterial in einem ironisierenden Portrait des ersten "Medienstars" Kaiser Wilhelm II. Auf ein anderes Medienphänomen, den kurzzeitigen Casting-Star Daniel Küblböck, traf Schamoni dann später als Schauspieler in der Musikkomödie "Daniel der Zauberer" (2004).

Im Verlauf seiner Karriere erhielt Peter Schamoni allein sechs Bundesfilmpreise, fünf Bayerische Filmpreise sowie eine Oscar-Nominierung. 2009 wurde er zudem beim Bayerischen Filmpreis mit dem Ehrenpreis für sein Lebenswerk ausgezeichnet.

Am 14 Juni 2011 verstarb Peter Schamoni im Alter von 77 Jahren nach schwerer Krankheit in München.