Peter Sehr studiert 1970 bis 74 Physik und Chemie an der Eidgenössisch Technischen Hochschule (ETH) in Zürich. In seiner Diplomarbeit beschäftigt er sich mit dem Einsatz der Kernspinresonanz (NMR) in biologischen Systemen unter der Leitung von Kurt Wüthrich (Nobelpreis für Chemie 2002).

Nach Erhalt seines Diploms bereist er für ein Jahr Südamerika.

Von 1975 bis 1979 promoviert er in Biophysik an der Oxford University (Merton College). Das Thema seiner Doktorarbeit in der Gruppe von George Radda ist der Einsatz von NMR (Nuclear Magnetic Resonance) bei der Untersuchung von intakten biologischen Systemen. Diese Technik wird heute in der medizinischen Diagnostik weltweit eingesetzt und ist unter dem Namen "Kernspintomographie" (MRI - Magnetic Resonance Imaging) bekannt.

Während der Jahre in Oxford leitet er die "University Film Society" und dreht seine ersten Kurzfilme "He May Have Cut His Throat", "To Shoot a Bicycle" und "A Group of People".

1980 geht er nach Paris und beschäftigt sich als Research Fellow am Institut Curie für weitere zwei Jahre mit der Biophysik. Parallel zur Forschungstätigkeit beginnt er als Regieassistent zu arbeiten.

1982 verabschiedet er sich endgültig von den Naturwissenschaften, kehrt nach zwölf Jahren nach Deutschland zurück und lebt nun in München. Dort arbeitet er die nächsten sechs Jahre als Regieassistent mit verschiedenen deutschen und französischen Regisseuren.

1988 gründet er mit Marie Noëlle die 'P'Artisan Filmproduktion GmbH'. Seinen ersten Spielfilm "Und nicht ein Tohuwabohu", eine fiktive Dokumentation, schreibt, produziert und dreht er im gleichen Jahr. 1991 folgt "Das Serbische Mädchen", mit Ben Becker und Mirjana Jokovic, das für den Bundesfilmpreis als 'Bester Film' nominiert wird und mehrere Preise bei ausländischen Festivals erhält.

Sehrs international erfolgreicher Spielfilm "Kaspar Hauser - Verbrechen am Seelenleben eines Menschen" (1994), mit André Eisermann, Uwe Ochsenknecht, Katharina Thalbach und Udo Samel, wird beim deutschen Filmpreis mit drei Filmbändern in Gold ausgezeichnet (Bester Film, Beste Regie, Bester Hauptdarsteller) und gewinnt mehrere internationale Filmpreise. Sein nächster Film "Obsession" (1997), eine deutsch-französische Koproduktion mit Heike Makatsch, Charles Berling und Daniel Craig, wird in Berlin, Frankreich und den Niagarafällen 1996 gedreht. Auch dieser Film wird für den Bundesfilmpreis als 'Bester Film' nominiert und auf das Sundance Festival eingeladen. Sein letzter Spielfilm "Love The Hard Way" (2001), mit Adrien Brody, Charlotte Ayanna, Pam Grier und August Diehl, wurde in New York gedreht und von Sehr koproduziert. Der Film erhielt in Locarno 2001 den "Silbernen Leoparden" und Sehr den Bayerischen Filmpreis für "Beste Regie" (2002).

2002 koproduziert Peter Sehr mit "Les Films Alain Sarde" Paris und "Heritage Films" Polen in Auschwitz und Paris den Film "Birkenau & Rosenfeld" ("La petite prairie aux Bouleaux") von Marceline Loridan-Ivens.

1989 beginnt er an der Hochschule für Fernsehen und Film in München (HFF) zu unterrichten und seit 1998 an der Filmakademie Baden-Württemberg in Ludwigsburg. Seit Herbst 2001 leitet er zusammen mit Jan Schütte auf der deutschen Seite (Filmakademie Baden-Württemberg) und Marc Nicolas sowie Christine Ghazarian auf der französischen Seite ('La Fémis' in Paris) die "Masterclass junger europäischer Produzenten", die sich heute „Atelier Ludwigsburg-Paris“ nennt.
Im Jahr 2008 erhält er eine offizielle Professur an der Filmakademie Baden-Württemberg.

2002 gründet er mit Daniel Toscan du Plantier, Brigitte Sauzay und Margaret Menegoz den Verein "Das Deutsch-Französische Filmtreffen", dessen Ziel es ist, die Zusammenarbeit beider Filmindustrien und den Austausch von Filmen zwischen beiden Ländern zu verstärken. Margaret Menegoz ist jetzt die Präsidentin, Kirsten Niehuus und Peter Sehr die Vizepräsidenten.

Zusammen mit Michael Schmid-Ospach und Katharina Blum (Filmstiftung NRW) sowie Julio Talavera ruft er 2009 das „Deutsch-Spanische Filmtreffen“ ins Leben.

Seit 2001 betreibt er zusammen mit Marie Noëlle und Dagmar Hirtz das renommierte ARRI Kino in München, das nun auch Mitglied bei "Europa Cinemas" ist.

Peter Sehr wurde vom französischen Kultusminister zum Ritter von Kunst und Literatur ernannt (Chevalier de l'ordre des Arts et Lettres) und ist Mitglied der Deutschen, Deutsch-Französischen und Europäischen Filmakademie.

Als Produzent und Ko-Regisseur drehte er 2007 den Spielfilm "Die Frauen des Anarchisten", den zweiten Film von Marie Noëlle, die auch das Drehbuch geschrieben hat. Es handelt sich um eine deutsch-französisch-spanische Koproduktion.

Gegenwärtig bereitet er einen Spielfilm über Ludwig II. von Bayern und Georg Lichtenberg vor, Hans Magnus Enzensberger ist der Koautor von letzterem Projekt.