Peta Wilson se narodila 18. listopadu 1970 v australském Sydney. Chodila na všeobecnou dívčí katolickou školu v Brisbane, ale často se kvůli otcově práci, který byl armádním důstojníkem, stěhovala s celou rodinou z místa na místo. Žila na nejrůznějších místech Austrálie, dva roky také na Nové Guinei. Neměla ambice stát se herečkou. Od malička byla společně s bratrem vedena ke sportu. Otec je driloval nejen ve sportu, měli velmi tvrdou výchovu, disciplínu a řád. Peta se už na střední škole stala nejmladší a také nejlepší hráčkou australské basketbalové ligy. Vynikala také v plachtění, spolu se svým otcem a bratrem vyhráli několik soutěží. Peta měla nakročeno na kariéru profesionální sportovkyně, ale …

Peta patřila vždy mezi nejvyšší dívky v okolí. Pro svou tělesnou výšku a krásné rysy měla velmi dobré předpoklady stát se modelkou. A tak se brzy vysoká kráska začala procházet po přehlídkových molech. Nejprve předváděla modely pro australské magazíny a později se dostala také na přehlídková mola do Evropy. Svět modelingu ji bohužel dohnal až k anorexii. Peta po kariéře modelky nijak netoužila, z Evropy se přestěhovala rovnou do Los Angeles a chtěla se stát herečkou. Hereckou kariéru zvažovala už za dob modelingu.

V Los Angeles Peta studovala herectví v divadle Circle Actors a v TomKat Repertory Group. Po pěti letech studií dostávala nabídky jen na malé role v nezávislých filmech. Role v nepříliš úspěšných snímcích „Naked Jane“ či „Woman Undone“ jí rozhodně žádný úspěch nepřinesly. Odešla do New Yorku, kde pokračovala ve studiích herectví. Zúčastnila se prvního konkurzu a byla úspěšná. Z více než 200 uchazeček byla vybrána pro hlavní roli akční hrdinky pro kanadský televizní seriál Brutální Nikita (v anglickém originále La Femme Nikita). Seriál byl natáčen na motivy stejnojmenného francouzsko-italského akčního filmu z roku 1990 od scénáristy a režiséra Luca Bessona.

Seriál byl premiérově vysílán na kanadské stanici CTV a na americké stanici USA Network letech 1997–2001, kdy bylo v pěti řadách natočeno celkem 96 dílů. Za své účinkování v seriálu byla Peta dokonce dvakrát nominována na cenu Gemini Awards za nejlepší herecký výkon v hlavní seriálové dramatické roli, bohužel se ceny nikdy nedočkala. Jejím velkým fanouškem byl i ruský prezident Vladimír Putin, se kterým se setkala na Mezinárodním filmovém festivalu v Moskvě. V roce 2013 obdržela Cenu za nejlepší herečku na Mezinárodním filmovém festivalu v Cinerockom za vystoupení jako agentka CIA Marla Criswell ve filmu Liberator.

Po ukončení natáčení seriálu Brutální Nikita se vrátila zpět do své rodné země. V roce 2002 porodila syna Marlowa, jeho otcem je britský filmový režisér a scénárista Damian David Harris, se kterým Peta byla od roku 1997. Brzy po narození syna se rozešli. Za jejich rozchodem měl být údajný románek s Russellem Crowem, avšak zůstalo pouze u spekulací. Po rozchodu s Damianem byla chvíli ve vztahu s australskými herci Danem Wylliem a Aaronem Jefferym.

Po legendárním seriálu se již přílišného úspěchu nedočkala. Získala sice menší role ve filmech „Liga výjimečných“, kde se objevila po boku takových hvězd jako Sean Connery, či v „Superman se vrací“, ale o větší roli zatím nezavadila.

Se svým současným přítelem Jonathanem Sceatsem vlastní firmu PSYCHT, která vyrábí módní doplňky. V roce 2012 uvedla na trh vlastní řadu spodního prádla.