1929 yılında Berlin’de doğdu. 1939’da ailesiyle birlikte Uruguay’ın Montevideo kentine göç etti. Liseyi burada okudu. Yerli halkın sorunlarına değinen kısa filmler yaptı. 1956’da Berlin’e döndü ve Görsel Sanatlar Okulu’nda öğrenim için burs aldı. 1959’da Südwestfunk Baden-Baden televizyon kanalında yardımcı yönetmen ve yapımcı olarak çalışmaya başladı. 1961’den sonra da bağımsız yönetmen oldu. 1966’da Berlin’deki Alman Film ve Televizyon Akademisi’nde ders vermeye başladı. Sürgün deneyimi Lilienthal’i baskının ve iktidar sömürüsünün her türüne karşı duyarlı hale getirdi. Askerî cuntanın kurbanları olan Şilililer (Ülkede Huzur Hüküm Sürüyor), Nikaragua’daki Leon kasabasının halkı (Ayaklanma) gibi, baskı altında olduğunu fark eden ve bu baskıya direniş göstermeye çabalayan insanlara sempati duydu. Latin Amerika deneyimi, ona Avrupalı yönetmenlerden farklı olarak, 1970’lerde Latin Amerika’daki önemli politik hareketleri belgelemeyi sağlayacak bir bakış açısı kazandırdı. Aynı zamanda, Alman solunun Şili ve Nikaragua ile ilişkilerde yaşadığı umut ve hayal kırıklıklarını da belgelemiş oldu. Peter Lilienthal’in Latin Amerika hakkındaki üç filminin asıl değeri, özgün bir dille belgesele yakın anlatımlarında yatar. Lilienthal, her zaman kurbanların tarafını tutar. Kahramanlar ve bir anlamda ideolojiler onu tiksindirir. Filmlerinde en iyi anlattığı insanlar, tanıdığı, sevdiği ve özdeşleşebildiği kişilerdir. Olumsuz karakterler onu çok ilgilendirmez. Lilienthal için önemli olan gerçeğe yakın olmaktır. Bunu yalnız karakterlerinde değil, onları çevreleyen ortamlarda da arar. Stüdyo yerine gerçek mekânlarda çalışmayı tercih eder. Lilienthal’in yarattığı uçucu imgeler, rastlantısal gibi görünen fakat beyaz perdenin ve insanın görüş alanının sınırlarını zorlayan bir gerçekliğin içinde ortaya çıkarlar.