Родился в Лондоне, обучался в иезуитском колледже Stonyhurst. Сначала играл на сцене студенческого театра, был президентом Oxford University Dramatic Society (OUDS), затем в небольших ролях в лондонском Уэст Энде. Но по-настоящему его талант раскрылся, когда Гленвилл стал режиссером-постановщиком. С 1944 г. в театре Олд Вик, а с 1949 г. на Бродвее, куда перенес свою лондонскую постановку The Browning Теренса Раттигана. После войны Питер Гленвилл встретил продюсера Харди Уильяма Смита, который стал, до самой его смерти, другом и деловым партнером. В его спектаклях принимали участие Алек Гинесс, Оливия де Хэвиленд, Энтони Куинн, Дуглас Бинг, Мартита Хант, Берт Лар, Лоуренс Оливье. В 60-е гг. Гленвилл и Смит работали и в Лондоне и на Бродвее как в театре, так и в кинематографе. В 1961 г. они поставили спектакль «Беккет» по произведению Жака Ануя. Лоуренс Оливье исполнял роль Томаса Беккета, а Энтони Куинн — Генриха II, по иронии судьбы, позднее они поменялись местами: Куинн — Беккет, а Оливье — Генрих II. В кинофильме режиссера, «Беккет» (1964) эти роли исполнили Ричард Бертон и Питер О’Тул, так как Энтони Куинн отказался от съемок в картине. Фильм номинировался на 11 премий американской киноакадемии и завоевал один «Оскар», за лучший адаптированный сценарий; Две премии Золотой Глобус: Лучшая мужская роль (Питер О’Тул) и Лучший фильм (драма); Три премии Британской академии: Лучшая работа оператора, Лучшая работа художника, Лучшая работа костюмера. Другие фильмы: «Me and the Colonel» (1958) с Дэнни Кей, «Summer and Smoke» (1961) с Джеральдиной Пэйдж и Лоуренсом Харви, «Семестр испытаний» (1962) с Лоуренсом Оливье, Симоной Синьоре и Сарой Майлс, приз Золотой Лев Венецианского кинофестиваля 1962 г., «Отель Парадизо» (1966) с другом режиссера Алеком Гинессом и Джиной Лолобриджидой и «Комедианты» (1967) с Элизабет Тэйлор, Ричардом Бертоном, Алеком Гинессом и Питером Устиновым. В 1971 г. Гленвилл начал работу над фильмом «Man of La Mancha», но не достиг согласия с кинокомпанией United Artists и был вынужден покинуть проект. В 1973 г. режиссер отошел от активной деятельности и переехал в Мексику. В возрасте 82 лет Питер Гленвилл скончался от сердечного приступа в Нью-Йорке.