Pete Postlethwaite entame une carrière d'enseignant dans un pensionnat de jeunes filles, mais choisit rapidement de se consacrer à sa passion pour la comédie. Il entre ainsi dans la compagnie Everyman Théâtre de Liverpool, puis à 32 ans, fait sa première apparition sur grand écran dans Les Duellistes (1979) de Ridley Scott. Suivent de nombreuses participations à des téléfilms ainsi que des rôles mineurs dans des longs métrages comme Le Complot (Agnieszka Holland, 1988), Alien 3 (David Fincher, 1992), ou Le Dernier des Mohicans (Michael Mann, id.). L'acteur britannique au visage émacié accède à la notoriété sur le tard, en 1993. Agé de 43 ans, il est nommé à l'Oscar du meilleur second rôle pour son personnage de héros martyr dans Au nom du père de Jim Sheridan. Sa carrière décolle : il est le mystérieux Kobayashi de Usual Suspects (Bryan Singer, 1995), le père Laurence de Romeo + Juliette (Baz Luhrmann, 1996), puis le chef d'orchestre des Virtuoses (Mark Herman, 1997), une prestation unanimement saluée par la critique.

En 1997, ce second rôle devenu incontournable franchit un nouveau cap lorsque Steven Spielberg fait appel à lui pour Le Monde perdu et Amistad. Dans les années 2000, bien qu'il soit à l'affiche de quelques drames tels que Terre Neuve (Lasse Hallström, 2002) ou The Constant Gardener (Fernando Meirelles, 2005), Pete Postlethwaite montre un véritable intérêt pour le genre fantastique, comme le prouvent ses apparitions aux génériques de Dark Water (Walter Salles, 2005), 666 la malédiction (John Moore, 2006), Solomon Kane (Michael J. Bassett, 2009) ou encore Le Choc des Titans (Louis Leterrier, 2010). Ses dernières prestations marquantes seront celles du patriarche mourant Maurice Fischer dans Inception (id.) et du gangster irlandais Fergus Colm dans le polar urbain The Town (id.) de Ben Affleck.