A család által kiadott közlemény szerint Peter Falk békében hunyt el Beverly Hills-i otthonában. Orosz anyja és lengyel apja felmenői között volt magyar és cseh is (állítólag dédapja Falk Miksa író, politikus volt). Egyik szemét háromévesen veszítette el rákbetegség miatt. 15 évesen tengerésznek akart állni, de mivel látáshibája miatt hajószakácsságnál feljebb nem vitte, inkább hazatért.
Az iskola mellett foglalkozott rockzenével, diploma után a CIA-hoz jelentkezett, de elutasították. Végül egy költségvetési hivatalban kötött ki, a robot unalmát színészkedéssel enyhítette. 1955-ben már a Broadway-n szerepelt, de első próbálkozásai kudarccal végződtek. Kezdetben még szerződést sem kapott, a Columbia stúdióból azzal rúgták ki: “ennyi pénzért kétszemű színészt is kapunk”. Végül mégis kamera elé engedték, s 1960-ban Emmy- és Oscar-díjra is jelölték a legjobb férfi mellékszereplő kategóriában. Ez korábban senkinek sem sikerült. Másodszor (és utoljára) a következő évben ajánlották a filmvilág legrangosabb kitüntetésére, Frank Capra Egy maréknyi csoda című filmje szarkasztikus testőrének megszemélyesítéséért. Bár ezt nem kapta meg, 1962-ben az Emmy-díjat hazavihette; ebből a trófeából öt áll vitrinjében.
1968-ban osztották rá az egész pályafutását meghatározó Columbo tévésorozat címszerepét. A gyilkossági osztály szórakozott, kócos nyomozó hadnagyának legfőbb védjegye a gyűrött ballonkabát volt, szájában mindig szivar fityegett, járása lassú volt, kocsija viharvert. Távozáskor az ajtóban visszafordulva tett megjegyzést, amellyel zavarba hozta a mindenkori gyanúsítottat. Columbo az esetlenségével hódított, ám a megtévesztő külső következetességet, sziporkázó logikát és intelligenciát takart. Mindig szóba hozta feleségét, akit soha senki nem látott – illetve mégis, mert készült egy mérsékelten sikeres sorozat is, amelyben Mrs. Columbo nyomozott. Falk a szerepért négy alkalommal kapta meg az Emmy, egyszer pedig az Arany Glóbusz-díjat.
Peter Falk a legnevesebb rendezőkkel forgatott. John Cassavetes-szel készítette a Férjek és az Egy hatás alatt álló nő című drámát, Wim Wenders-szel a Berlin felett az ég és a Távol és mégis közel című filmeket, Robert Altman A játékosában magát alakítva improvizált. Ezt követte a Neil Simon darabjából készült Napsugár fiúk című vígjáték Woody Allennel, a Vitathatatlan című akciófilm, hangját adta a Cápamese című animációs filmhez, utolsó munkája a Next – A holnap a múlté című thriller volt. 1972-ben Tony-díjat kapott Neil Simon A 88. utca foglya című színművében nyújtott alakításért.
1996-ban a francia Művészeti Érdemrend lovagja lett, kissé ironikusan azt válaszolta a Columbo sorozat folytatására vonatkozó kérdésre, hogy a figurát öregen is el tudja képzelni. Legfeljebb rossz hallására hivatkozva megismételteti gyanúsítottaival a mondatokat, vagy segítséget kér tőlük, ha le akar menni a lépcsőn. Aztán mégis készült folytatás, a legutóbbi 2003-as epizódban a főszerep mellett a produceri munkát is magára vállalta. Peter Falkról 2005-ben utcát neveztek el a New Yorkhoz közeli szülővárosában, s az utcanév tábláról az avatáskor nem a leplet, hanem Columbo jellegzetes esőkabátját rántották le. Otthonának garázsát műteremmé alakíttatta át, ahol szabadidejében szénrajzokat készített.
A színész utolsó éveit beárnyékolta az Alzheimer-kór, gyámja 2008-tól második felesége, Shera Falk színésznő volt, akivel 34 évig élt együtt. Peter Falknak az Alyce Mayo zongoraművésszel kötött, első házasságából két lánya született, Jackie és Catherine. Peter Falk az elmúlt két évben szinte csak az ágyban feküdt, családja régóta nem engedte ki az utcára, a hírek szerint már őket sem ismerte meg.
