Питер Доэрти родился 15 октября 1940 года в австралийском городе Брисбен (Квинсленд). Окончил Университет Квинсленда в 1966 году, после чего защитил диссертацию в Эдинбургском университете (Шотландия) и получил степень доктора философии в 1970 году. После этого Доэрти вернулся в Австралию в Школу медицинских исследований Джона Куртина (Канберра), где он выполнил свои известные иммунологические работы по распознаванию T-лимфоцитами антигена. В настоящее время в основном работает в Университете Мельбурна (Виктория), а также в Детском исследовательском госпитале Сент-Джуд в Мемфисе.
В 1995 году Доэрти получил премию Альберта Ласкера за фундаментальные медицинские исследования. В 1996 году он вместе с Рольфом Цинкернагелем получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине. В 1997 году был назван в Австралии человеком года. Компаньон ордена Австралии.