Peter Stormare startet sin skuespillerkarriere ved Kungliga Dramatiska Teatern, der han ble i elleve år. I 1990 ble han assosiert kunstnerisk leder ved Tokyo Globe Theatre og regisserte produksjoner av mange Shakespearestykker, inkludert "Hamlet". I 1993 flyttet han til New York, og arbeidet med TV-serier og TV-filmer til han fikk en sentral rolle i Coen-brødrenes "Fargo" i 1996. Coensene var så fornøyde med Stormares arbeid at han også fikk skurkerolle i kultfilmen "Big Lebowski" i 1998.

I skiftet mellom 1990- og 2000-tallet var Stormare å se i filmer som "Armageddon" (1998), Lasse Hallströms "Sjokolade" (2000) og "Bad Boys II" (2003). I TV-suksessen "Prison Break" (2005-2006) fikk Stormare rollen som den uberegnelige John Abruzzi.

Stormare bor i Los Angeles med sin kone, men stiller fortsatt opp i nordiske filmer. Eksempler på dette er norske "Switch" (2007) og de svenske filmene "Isolerad" (2010) og "Jegerne 2" (2011).