Питер Штрауб родился в Милуоки, штат Висконсин, в семье Гордона Энтони Штрауба и Эльвены (Нильсестуен) Штрауб.
Штрауб с ранних лет жадно читал, но его литературные интересы не нравились родителям; его отец надеялся, что он вырастет профессиональным спортсменом, а мать хотела, чтобы он стал лютеранским священником. Он посещал дневную школу Милуоки на стипендию и во время своего пребывания там начал писать.
Штрауб получил с отличием степень бакалавра английского языка в Университете Висконсин-Мэдисон в 1965 году и степень магистра в Колумбийском университете годом позже. Некоторое время он преподавал английский язык в Milwaukee Country Day, затем переехал в Дублин, Ирландия, в 1969 году, чтобы работать над докторской диссертацией и начать писать профессионально.
После неоднозначного успеха с двумя попытками написать литературный мейнстрим в середине 1970-х годов («Брак» и «Под Венерой») Штрауб впервые попробовал себя в сверхъестественном в «Юлии» (1975). Затем он написал «Если бы ты мог видеть меня сейчас» (1977) и привлек внимание широкой публики своим пятым романом «История призраков» (1979), который имел успех у критиков и позже был экранизирован в 1981 году. Затем последовало несколько романов ужасов с растущим успехом, в том числе «Талисман» и «Черный дом», два совместных фэнтезийных ужаса с давним другом и соавтором Штрауб Стивеном Кингом.
Помимо многочисленных романов, при жизни он опубликовал несколько поэтических произведений.
В 1966 году Штрауб женился на Сьюзен Биткер. У них было двое детей; их дочь Эмма Штрауб тоже писательница. Семья жила в Дублине с 1969 по 1972 год, в Лондоне с 1972 по 1979 год и в районе Нью-Йорка с 1979 года.
Страуб умер 4 сентября 2022 года в возрасте 79 лет от осложнений перелома бедра. На момент смерти он и его жена жили в Бруклине (Нью-Йорк).