Peter Fleischmann wurde am 26. Juli 1937 in Zweibrücken geboren. Nach dem Abitur trampte er durch Europa, arbeite bei einem Zirkus und landete schließlich beim Märchen- und Heimatfilm-Produzenten Hubert Schonger in Oberbayern, wo er als Kinder-Betreuer, Aufnahmeleiter und Autor tätig war. Seinem ersten eigenen Kurzfilm Die Eintagsfliege (1958) verweigerte die deutsche Filmbewertungsstelle wegen ‚entsittlichendem Zynismus’ das Prädikat. Der Film fand jedoch auf dem Experimentalfilmfestival in Brüssel große Beachtung und verhalf ihm zu einem Stipendium an der renommierten Pariser Filmhochschule IDHEC, an der zu jener Zeit viele Regisseure der Nouvelle Vague unterrichteten oder ihre Filme vorab zeigten. Peter Fleischmann wurde Regie-Assistent bei einigen von ihnen, wie Jean Devewer, Jacques Rozier, Robert Menegoz, Jean Chapot. Er drehte Kurzfilme, Dokumentarfilme, Kinderfilme – darunter den Zeichentrickfilm Alexander und das Auto ohne linken Scheinwerfer (1965), für den er unter anderem den deutschen Kinderfilmpreis erhielt. Mit dem Preisgeld finanzierte er seinen ersten langen Film Herbst der Gammler, einen Dokumentarfilm ohne Kommentar, in dem sich Bürger über junge Leute aufregen, die nicht arbeiten wollen. Der Film lief auf vielen Festivals und machte ihn in der internationalen Filmszene bekannt. Jagdszenen aus Niederbayern (1969), sein vielfach preisgekrönt erster Spielfilm, wurde zum weltweiten Erfolg und führte in Deutschland zu einer Erneuerung des Heimatfilms. Der US-Verleih United Artists bot Fleischmann an, seinen nächsten Film herauszubringen. Das Unheil wurde jedoch bei seiner Uraufführung in München lautstark ausgepfiffen und so vehement von der Kritik abgelehnt, dass der Verleih ihn bereits nach wenigen Tagen aus dem Programm nahm. Obwohl er in Cannes bald darauf erfolgreich im Wettbewerb lief, wurde er in deutschen Kinos seither nicht wieder aufgeführt.
Aus Empörung über das seichte Niveau des bundesdeutschen Kinoprogramms schrieb Peter Fleischmann zusammen mit dem französischen Drehbuchautor Jean-Claude Carrière das Drehbuch zu Dorotheas Rache (in der Branche später “Fleischmanns Rache“ genannt), eine Satire auf die Erotik- oder „Aufklärungsfilme“, die in Deutschland die Leinwände beherrschten. Er nahm einen Bankkredit auf und stellte den Film, den er mit Laien des Hamburger Vergnügungsviertels St. Pauli drehte, ohne öffentliche Mittel und ohne Verleih her. Bei seiner Fertigstellung war er fast pleite. Ein französischer Verleiher startete den Film in Paris, wo er überwältigend gut anlief und enthusiastisch besprochen wurde: “Keiner, der ‚Dorothea‘ gesehen hat, wird sich die üblichen Erotik-Machwerke noch anschauen können, ohne in Gelächter auszubrechen”, schrieb der Nouvel Observateur. In seinem Heimatland konnte der Regisseur zwar das Publikum für den Film gewinnen, aber nicht die Kritik: Um Geld zu verdienen habe Fleischmann den missglückten Versuch unternommen, mit Leuten von der Straße einen Pornofilm zu drehen. Und obwohl er seinen nächsten Spielfilm, die französisch-italienisch-deutsche Co-Produktion Der dritte Grad (1975), nicht mehr mit Laien, sondern mit Michel Piccoli, Ugo Tognazzi, Mario Adorf besetzte, blieb er Außenseiter im deutschen Filmgeschehen. “Ich scheine da einfach nicht reinzupassen, zumindest nicht in die Schubladen, die sich leicht öffnen lassen”, so Peter Fleischmann.
Mit Die Hamburger Krankheit (1979) nahm Fleischmann die Umweltthematik aus Das Unheil wieder auf, diesmal in Form eines surreal-visionären Science-Fiction Films. Nachdem in Hamburg eine unbekannte Seuche ausgebrochen ist, unterwerfen die Behörden auch alle Kontaktpersonen einer rigorosen Quarantäne. Eine kleine Gruppe, der die Flucht gelingt, durchquert ein verändertes Land. Das Drehbuch hat Peter Fleischmann zusammen mit Roland Topor und Otto Jägersberg geschrieben. „Das irritierende Gelächter des geheimen Wahnsinns ist
in vielen kleinen Momenten seiner Werke zu verspüren, selbst angesichts der vielen Leichen in der Hamburger Krankheit“, schrieb der Münchner Kritiker Hans-Günther Pflaum, „es herrscht da eine innere Unruhe, die die Geschichten und ihre Protagonisten vorantreibt: das gilt für Fleischmanns Spielfilme ebenso wie für seine Dokumentarfilme.” Frevel (1983) ist ein Film über die „amour fou“ eines Polizisten zu einer Verbrecherin. Peter Fleischmann spielt selbst die Rolle des Kommissars Lohmann. „Ein Anti-Tatort,“ so Harald Martenstein, „der beste deutsche Kriminalfilm seit langem, also im Grunde gar kein Kriminalfilm.“ Al Capone von der Pfalz (1987) ist ein Dokumentarfilm über Bernhard Kimmel, der in den 60er Jahren als Einbrecher und Tresorknacker bekannt wurde und 1981 wegen Mordes an einem Polizisten zu lebenslanger Haft verurteilt wird. Es ist nicht leicht ein Gott zu sein (1989) basiert auf dem Roman „Trudno byt bogom“ der Gebrüder Strugatzki. Das Drehbuch entwickelte Peter Fleischmann zusammen mit Jean-Claude Carrière. Die Dreharbeiten fanden in der Sowjetunion statt. Im dritten Jahrtausend entdecken Forscher der Erde einen Planeten, das mittelalterliche Arkanar, auf dem Grausamkeit und Unterdrückung herrschen. Die Forscher, die glaubten niedere Instinkte und Emotionen überwunden zu haben, sind gekommen, um zu beobachten – doch dann greift einer von ihnen in das Geschehen ein. In Deutschland Deutschland (1991) zeigt Peter Fleischmann ein gespaltenes Land, das nach der Einheit strebt, aber dessen Bürger sich nach anfänglicher Euphorie nicht miteinander anfreunden können. In Mein Onkel der Winzer (1993) portraitiert er seinen Onkel, der ein Weingut in der Pfalz hat. Im Gespräch mit Gastro-Kritiker Wolfram Siebeck führt der Onkel durch die Weinberge und den Keller. Im Dokumentarfilm Mein Freund der Mörder (2006) trifft Peter Fleischmann den „Al Capone von der Pfalz“ Bernhard Kimmel, nach seiner Haftentlassung wieder. Es entsteht eine kritische Betrachtung, in der Peter Fleischmann auch seine Haltung zum Mörder hinterfragt. 2008 erschien Peter Fleischmanns Roman „Die Zukunftsangst der Deutschen.“
Peter Fleischmann war Mitgründer des Verbandes der Europäischen Filmregisseure (FERA) und von 1981 bis 1985 deren Präsident. Er initiierte das Straßburger Forum, ein alljährliches Treffen von Europaparlamentariern und europäischen Filmregisseuren, war als Medienberater für die EU tätig, kümmerte sich um den Erhalt des Studios Babelsberg und veranstaltete zu dessen Rettung 1991 zusammen mit der FERA ein Treffen der Regisseure aus Ost- und Westeuropa (Ost-West-Forum) auf dem Filmgelände. Um das Überleben der traditionsreichen Studios zu sichern, verhandelte er im Namen der europäischen Regisseure mit dem Bundeskanzleramt und der Treuhandgesellschaft, fahndete europaweit nach Investoren und fand schließlich im französischen Mischkonzern CGE einen Käufer für die Studios. Er organisierte deren Umstrukturierung und schlug Volker Schlöndorff für die Geschäftsführung vor. 1993 gründete er zusammen mit europäischen Regisseuren und Medienexperten aus Politik und Industrie das Europäische Filmzentrum Babelsberg e.V. (EFB), dessen Vorsitzender er bis 2001 war, und errichtete das fx-Center. Peter Fleischmann ist weiterhin im Vorstand des Vereins tätig.