Piotr Lewandowski wurde am 29. Juni 1975 in Warschau geboren. Nach mehreren Studien in Warschau und London begann er 1999 ein Studium an der Hochschule für Gestaltung in Offenbach. 2002 wechselte er an die Filmakademie Baden-Württemberg, wo er 2007 seinen Abschluss machte.

Bereits seit 1996 realisier er als Regisseur Projekte im Werbe- und Kurzfilmbereich und ist als 3D-Animations-Künstler tätig. Nach erfolgreichen Kurzfilmen wie "Heavy Pregnant" und "Papa" kam mit "Die Aufschneider" 2007 sein erster Langspielfilm als Co-Regisseur, ein Gemeinschaftsprojekt mit Carsten Strauch, in die Kinos. Lewandowskis knapp halbstündiger Kurzfilm "Fliegen" lief 2009 als offizieller Beitrag auf der Berlinale. Wieder mit Strauch setzte Lewandowski dann die unter anderem mit dem Deutschen Fernsehpreis ausgezeichnete TV-Serie "Götter wie wir" (2011/2012) in Szene; daneben besetzte er Strauch als Schauspieler in nahezu jedem seiner Projekte.

2013 wurde Lewandoski für "Götter wie wir" gemeinsam mit Strauch und Rainer Ewerrien für den Grimme-Preis nominiert. Im gleichen Jahr erhielt er beim Hessischen Film- und Kinopreis den Drehbuchpreis für sein bis dahin unverfilmtes Script zu "Jonathan". Bevor er dieses Drehbuch verfilmte realisierte er jedoch den Dokumentarfilm "Zwischen Erde und Licht" (2014), ein Porträt der außergewöhnlichen polnischen Künstlerin Wanda Dück.

Danach begann er mit der Arbeit an "Jonathan", der schließlich im Panorama der Berlinale 2016 Premiere feierte: Das Coming-of-Age-Drama handelte von einem 23-jährigen Bauernsohn, der mit einer zunächst erschreckenden Wahrheit über seinen todkranken Vater konfrontiert wird. Beim Festival des deutschen Films in Ludwigshafen 2016 erhielt "Jonathan" eine 'Besondere Auszeichnung'. Im Oktober desselben Jahres startete der Film in den deutschen Kinos.

Als nächstes inszenierte Lewandowski die Stuttgarter "Tatort"-Folge "Hüter der Schwelle", in der das Ermittlerduo Lannert & Bootz einen übernatürlich anmutenden Fall lösen müssen. Die Folge wurde nicht zuletzt für die eigenwillige Mischung aus Okkultismusschocker und klassischem Krimi gelobt. 

Bei den Hofer Filmtagen 2020 kam Lewandowskis nächster Kinofilm zur Uraufführung, die Geschichte eines illegalen Migranten, der sich auf eine amour fou mit einer deutschen Frau einlässt. Der reguläre Kinostart folgte im August 2021.