Peter Uwe Hohendahl wurde 1936 in Hamburg geboren, wo er seine Kindheit und Jugend verlebte. Er besuchte in Hamburg-Fuhlsbüttel das Neusprachliche Gymnasium und begann 1955 das Studium der Rechte, das aber nach einem Jahr abgebrochen wurde. Nach einer kurzen Studienzeit an der Universität in Bern setzte er das Studium in Hamburg und Göttingen mit den Fächern Deutsche Literatur, Geschichte und Philosophie fort. Er wurde 1964 mit einer Arbeit über das expressionistische Drama promoviert.
Während der Studienzeit kam es zu Reisen nach Italien, Frankreich und England. Ein Postdoctoral Fellowship ermöglichte ihm anschließend einen einjährigen Aufenthalt an der Harvard University. Er entschied sich während dieses Aufenthalts, sich in den Vereinigten Staaten zu bewerben und nahm 1965 eine Stelle als Assistant Professor an der Pennsylvania State University an. 1968 wurde er als Associate Professor an die Washington University, St. Louis, berufen, wo er 1972 die Leitung der Deutschen Abteilung übernahm. 1977 wechselte er an die Cornell University, wo er 1981 erneut die Leitung der dortigen Deutschen Abteilung übernahm. 1992 wurde er gebeten, das interdisziplinäre Institute for German Cultural Studies aufzubauen, das er bis 2007 geleitet hat.
Zu den akademischen Ehrungen gehört unter anderem die Mitgliedschaft in der American Academy of Arts and Sciences und der Forschungspreis der Humboldt-Stiftung. Seit 1965 ist der Verfasser mit Eecky Maria Hohendahl, geb. Zoetelief verheiratet. Er hat zwei Töchter, die in Amerika geboren wurden.