Peter Märthesheimer, geboren am 09. Juli 1937 in Kiel, studiert in Frankfurt am Main Wirtschaftswissenschaften und Soziologie und ist anschließend von 1964 bis 1974 als Redakteur/Producer und Dramaturg beim WDR in Köln tätig. Hier zeichnet er für eine Reihe wegweisender Fernsehspiele verantwortlich, darunter Tom Toelles und Wolfgang Menges "Das Millionenspiel" (1970), Rainer Werner Fassbinders "Welt am Draht" (1973) und "Martha" (1974) sowie Bernhard Sinkels "Lina Braake" (1975). Mit Menge erarbeitet er zudem das Umwelt-Drama "Smog" sowie die spätere Kultserie "Ein Herz und eine Seele".

Nach der erfolgreichen Zeit beim WDR geht Märthesheimer für sieben Jahre zur Bavaria Film in München. 1979 gibt er mit Fassbinders "Die Ehe der Maria Braun" in Zusammenarbeit mit Pea Fröhlich sein Debüt als Drehbuchautor. In den kommenden Jahren schreibt bzw. produziert er die Fassbinder-Filme "Berlin: Alexanderplatz" (1980), "Lola" (1981; Ko-Autoren: Fröhlich und Fassbinder) und "Die Sehnsucht der Veronika Voss" (1982; Ko-Autoren: Fröhlich und Fassbinder).

1994 erhält Peter Märthesheimer eine Professur im Fachbereich Drehbuch und Dramaturgie an der Filmakademie Baden Württemberg. Zu Märthesheimers letzten Arbeiten zählen die Drehbücher zu der Krimiserie "Bloch" (2002-2005) mit Dieter Pfaff in der Hauptrolle. Am 18. Juni 2004 stirbt Peter Märthesheimer überraschend während einer Mitgliederversammlung der Filmakademie in Berlin.

Zwei Jahre später wird sein Roman "Ich bin die Andere" aus dem Jahr 2000 von Margarethe von Trotta verfilmt; die Adaption übernimmt Märthesheimes langjährige Weggefährtin Pea Fröhlich.