Patřil po několik desetiletí mezi nejvýraznější osobnosti soudobé české hudby. Narodil se v učitelské rodině, otec (Vilém) pocházel z pražské židovské rodiny, za okupace byl nacisty deportován do koncentračního tábora, matka (Marie) byla původem Polka. Základy hudebního vzdělání získal v Českém Krumlově, kam se Ebenovi přestěhovali v roce 1935. Postupně se začal učit hře na klavír, violoncello a varhany. K velmi ranému formování svébytného uměleckého cítění Petra Ebena přispěly velkou měrou jeho pobyty v cisterciáckém klášteře ve Schlierbachu v Horním Rakousku. V době školních prázdnin v letech 1942 a 43 zde zastával funkci varhaníka, hrál při dvou ranních mších a při večerním požehnání a jednou týdně nacvičoval se sborem. Studium klavírní hry dovršil na pražské Akademii múzických umění ve třídě Františka Raucha (1948-52), v letech 1950-54 zde studoval též skladbu u Pavla Bořkovce. V roce 1953 se oženil se Šárkou Hurníkovou (sestrou spolužáka, skladatele Ilji Hurníka), se kterou má tři syny (Kryštofa, Marka, Davida).

Od roku 1955 působil pedagogicky na katedře dějin hudby filozofické fakulty Karlovy univerzity v Praze (téměř nepřetržitě až do léta 1990). Přednášel zde nauku o hudebních nástrojích, nauku o hudebních formách, analýzu skladeb, prakticky vyučoval hru partitur. Výjimkou v tomto pětatřicetiletém působení byl školní rok 1978-79, kdy byl pozván vyučovat skladbu na prestižní Royal Nothern College of Music v anglickém Manchesteru. Od září 1990 do srpna 1994 vyučoval jako profesor skladby na hudební fakultě Akademie múzických umění v Praze. Vedle toho v průběhu let realizoval rozsáhlou přednáškovou činnost, jež mj. zahrnuje týdenní pobyt na mnichovské Staatliche Hochschule für Musik a na anglické Dartington Summer School, kratší kurzy na amerických univerzitách, na Letní škole slovanských studií FFUK v Praze, na vysokých školách v německém Herfordu a rakouském Grazu, přednášky pro Museum of Art v Clevelandu a Fine Arts Center ve Winston-Salem (obojí USA), pro Mozarteum Salcburk a další kulturní a výchovné instituce. Vedle skladatelské a pedagogické práce je činný jako interpret, zvláště jako citlivý doprovazeč a improvizátor na klavír a varhany. Je spoluautorem publikace Čtení a hra partitur (s J. Burghauserem; Supraphon, Praha 1960, 2. vyd. 1990), české adaptace Schulwerku C. Orffa (s I. Hurníkem, Supraphon 1966, 3. díl 1969) a napsal mnoho půvabných instruktivních skladbiček pro děti a mládež.

Svou skladatelskou tvorbou na sebe Petr Eben výrazně upozornil již v polovině padesátých let. V roce 1955 byly oceněny ve Velké jubilejní soutěži Svazu československých skladatelů jeho skladby Suita balladica pro violoncello a klavír a Balady pro sóla, sbor a orchestr, v roce 1957 získal jeho cyklus Šestero piesní milostných zlatou medaili v umělecké soutěži na Světovém festivalu mládeže v Moskvě a byl proveden v mnoha zemích. Kromě sborových a vokálních kompozic jsou postupně s úspěchem premiérovány i jeho stěžejní nástrojová díla jako Koncert pro klavír a orchestr (F. Rauch, 1962) nebo varhanní cyklus Laudes (M. Šlechta, 1964), který rok poté získává dvě ocenění v mezinárodní soutěži v Kasselu. V roce 1989 Eben obdržel za svůj rozsáhlý varhanní cyklus Job Cenu české a slovenské hudební kritiky.

V oblasti instrumentální tvorby se výrazně projevuje autorův blízký vztah k varhanám. Svědčí o tom mj. dva varhanní koncerty, z nichž druhý byl komponován na objednávku pro zasvěcení nových varhan v Sendesaal ORF ve Vídni a poprvé byl proveden v roce 1983 na zahajovacím koncertě vídeňského festivalu Orgelfest. Z dalších varhanních skladeb jsou živou součástí repertoáru mnoha českých i zahraničních interpretů cykly Nedělní hudba a Laudes, později k nim přibyl devítidílný cyklus Faust a cyklus Mutationes, dále Krajiny patmoské pro varhany a bicí nástroje, toccatová fuga Hommage à Dietrich Busxtehude a osmivětý cyklus Job. Mezi nejlepší orchestrální skladby lze zahrnout symfonickou větu Vox clamantis a koncertantní symfonii Noční hodiny, psanou pro rozhlasový komorní orchestr v Lipsku (premiéra 1976). Pro Mozart-Festwochen Salzburg vzniklo roku 1984 orchestrální Pražské nokturno (Hommage à W.A.Mozart), premiérovaná Vídeňskými filharmoniky.

Stěžejní vokálně symfonické dílo Ebenovo je oratorium Apologia Sokratus, komponované na řecký text Platonův; je členěno do tří myšlenkových okruhů, vyznačených názvy jednotlivých vět: O ctnosti, O zlu, O smrti. Žánrově se k němu přimyká kantáta Pocta Karlu IV. (In memoriam Caroli) na slova zakládací listiny Univerzity Karlovy. Invenčně velmi bohatý a posluchačsky mimořádně vděčný je cyklus pro komorní sbor s doprovodem renezančních nástrojů Pragensia, v němž skladatel vyjádřil svůj obdiv ke krásám a tajemstvím historické Prahy. Jeho zfilmovaná podoba získala zlatou medaili v mezinárodní soutěži TV filmů, New York 1981.

Počátkem roku 1983 vytvořil Eben pro Nederlands Dans Theater své první jevištní dílo, balet Kletby a dobrořečení (Curses and Blessings), komponovaný pro smíšený sbor a orchestr; první incenaca byla realizována na Holland festivalu v červnu 1983. K jevištní tvorbě se ovšem řadí i jeho scénické hudby, mezi nimiž má nejvýznamnější místo hudba ke Goethovu Faustovi, vytvořená pro jubilejní představení ve vídeňském Burgtheater 1976 a hudba k Shakespearovu Hamletovi, která vznikla pro divadelní inscenaci v Düsseldorfu v roce 1977.

Pečeť zralé osobitosti nesou Ebenovy skladby z 80. a 90. let, určené sólovým nástrojům a komorním souborům. Jmenujme z nich zejména cyklus pro trubku a varhany Okna, inspirovaný uměním M. Chagalla, rapsodické variace pro sólovou kytaru na středověkou milostnou píseň Tabulatura nova, Smyčcový kvartet s podtitulem „Labyrint světa a ráj srdce", který zazněl poprvé v provedení slavného Smetanova kvarteta (Praha, 1982). Značnou pozornost odborné kritiky i hudební veřejnosti vyvolalo také Klavírní trio, premiérované na Týdnu nové tvorby českých skladatelů v Praze v roce 1988.

Rozsáhlé dílo Petra Ebena (přes 200 skladeb) má své těžiště ve vokálních a varhanních dílech a zahrnuje jak velké kantáty, tak drobné písničky pro mateřské školy, šansony stejně jako duchovní a liturgickou hudbu. Textové předlohy jsou často vzaty ze starých historických období (antika, středověk, renezance), z tvorby českých i cizích básníků 20. století i z lidové poezie, postupně se ale stále více skladatelova pozornost obrací ke zhudebňování biblických a křesťanských předloh. Nevyčerpatelným hudebně inspiračním zdrojem mu přitom od mládí zůstává asketická monodie gregoriánského chorálu. Poměrně svébytnou kapitolou skladatelova tvůrčího usilování tvoří jeho díla na liturgické texty. Zde všude se v podivuhodné jednotě snoubí skladatelův židovský původ s hluboce křesťanskou vírou, takže jeho skladby v sobě nesou umělecky přesvědčivé, univerzálně srozumitelné poselství.

Ebenovy skladby jsou často prováděny v Evropě, USA, Kanadě, Japonsku i v Austrálii. V roce 1991 se stal nositelem titulu „Rytíř umění a literatury", který mu udělilo francouzské ministerstvo kultury, v roce 1993 obdržel Stamicovu cenu od německé nadace Künstlergilde, v roce 1994 je jmenován doktorem h.c. na Karlově univerzitě v Praze. Značná část jeho díla byl vydána tiskem a nahrána na zvukových nosičích (LP, CD).