Воспитывался при венгерском дворе. После гибели на охоте принца Имре (сына Иштвана Святого) 2 сентября 1031 года стал претендентом на венгерский престол.
Занял трон в конце лета 1038 года после смерти короля Иштвана. Короновался в Секешфехерваре. Последовательно продолжал политику своего предшественника, направленную на укрепление государства и усиление христианской религии. Основал ряд монастырей, с его именем связано основание Будайского прихода, епископства в Ваце и строительство базилики в городе Печ.
В своё первое правление Пётр Орсеоло вёл активную внешнюю политику, что проявилось в совместной с чешским князем борьбе против императора Священной Римской империи Генриха III.
В 1041 году Пётр Орсеоло был смещён в результате заговора, и новым королем стал Самуил Аба, муж его тётки по матери. Низложенный Пётр Орсеоло бежал и был вынужден просить убежища у недавнего противника — германского правителя Генриха III, — с помощью которого через три года вернул венгерский трон. В борьбе за власть оперался на фаворитов Генриха III, братьев Гуда и Келеда, которые пользовались его полным покровительством.
Вернув власть, Пётр ввёл в стране германское право и тем самым отошёл от политики Иштвана. В 1045 году Пётр передал позолоченное копьё, символизирующее Венгрию, Генриху, превратив страну в вассала германской империи.
Из-за прогерманской политики Петра Орсеоло против него было организовано несколько заговоров, однако ни один из них не удался. В 1046 году в стране вспыхнуло языческое восстание Ваты. Пётр Орсеоло был схвачен на западной границе Венгрии и ослеплён. Данные о дальнейшей судьбе Петра Орсеоло противоречивы: по одним данным, Пётр после ослепления был убит, по другим (менее распространённым) — остался жив, бежал в Чехии и там в 1055 году женился на вдове чешского князя Юдите из Швейнфурта, и умер лишь четыре года спустя. Его прах похоронен в Печской базилике, которую он основал в 1040 году.