Peter-Lukas Graf wurde in Zürich geboren. Er studierte Flöte bei André Jaunet (Zürich), Marcel Moyse und Roger Cortet (Paris). Er erhielt den ersten Preis als Flötist und das Dirigentendiplom am Conservatoire Nationale de Paris.
Drei Jahre lang studierte er Dirigieren in München. Graf gewann den Ersten Preis des Internationalen Musikwettbewerbs der ARD in München und den Bablock-Preis des H. Cohen International Music Award in London. Der vielseitig begabte Musiker wurde zum jüngsten Soloflötisten des Winterthurer Sinfonieorchesters und des Lucerne Festival Orchestra ernannt und übernahm zusätzlich Dirigieraufgaben.
Es folgte eine Zeit, in der er hauptberuflich als Opern- und Symphoniedirigent tätig war. Im Alter von 21 Jahren erlangte Grafs Aufnahme des Ibert-Flötenkonzerts sofortige und überwältigende internationale Anerkennung. Seither folgten internationale Konzertreisen, zahlreiche Aufnahmen, Fernseh- und Radioproduktionen sowie Auftritte bei internationalen Musikfestivals. Während mehr als 20 Jahren war er Professor an der Musik-Akademie Basel und gibt bis heute international Meisterkurse.
Graf hat auch vier didaktische Monographien geschrieben (siehe Publikationen). Von der Musikakademie Krakau erhält er den Titel Doktor honoris causa.
Von der Nationalen Flötenvereinigung der USA erhält Graf den Lifetime Achievement Award 2005. Von der italienischen FALAUT-Association erhält er den Premio alla Carriera Flauto d'Oro.