Diplômé de l'USC, Peter Segal fait ses débuts de cinéaste avec la comédie burlesque Y a-t-il un flic pour sauver Hollywood ? (1994) avec Leslie Nielsen et Priscilla Presley dans les rôles principaux. Réalisateur de télévision réputé, il remporte huit Emmy Awards, un Cable ACE Award du meilleur réalisateur et deux National Association of Broadcasters' Service to Children Awards. En 1995, il crée sa propre société de production, Callahan Filmworks, et en 2000, il ajoute à sa filmographie l'un des gros succès de l'année, La Famille Foldingue, suite du Professeur Foldingue.

Peter Segal se construit une carrière résoluement orientée vers le genre comique, en témoigne le tandem qu'il forme avec l'acteur Adam Sandler. Il le dirige pour la première fois en 2002 en duo avec Jack Nicholson dans Self control, l'histoire d'un jeune homme contraint de suivre une thérapie pour contrôler son agressivité. Pour leur deuxième création commune, Amour et amnésie (2003), Adam Sandler fait équipe avec Drew Barrymore dans une comédie romantique. Nouvelle collaboration en 2005 avec Mi-temps au mitard, une comédie où les détenus et les gardiens d'une prison s'affrontent... sur un terrain de football américain.

Trois ans après sa dernière réalisation sur grand écran, Peter Segal revient en tant que directeur et producteur avec Max la menace (2008). Pour cette parodie de James Bond, il réunit une équipe de choc: le délirant Steve Carell, la belle Anne Hathaway et Alan Arkin (oscarisé en 2007 pour le film Little Miss Sunshine).