Peter Thalheimer studierte Querflöte, Blockflöte, Schulmusik und Musikwissenschaft in Stuttgart und Tübingen. Von 1978 bis 2015 lehrte er in Nürnberg, zuerst als Dozent für Blockflöte, Traversflöte, Querflöte, Methodik, Aufführungspraxis und Kammermusik am damaligen Meistersinger-Konservatorium, später als Professor für Historische Aufführungspraxis und Blockflöte/Traversflöte an der Hochschule für Musik Nürnberg. Im Jahr 2010 promovierte er an der Universität Tübingen mit einer Untersuchung zum Blockflötenbau und zur Spielpraxis in Deutschland zwischen 1920 und 1945. Konzerte, Rundfunk- und Tonträgerproduktionen, Kurse und Vorträge führten ihn in viele Länder Europas und die USA. Darüber hinaus sind aus seiner Tätigkeit zahlreiche Noteneditionen sowie Publikationen zur Aufführungspraxis und zur Instrumentenkunde hervorgegangen.