Serafinowicz begynte sin karriere på 1990-tallet, og dukket opp på BBC Radio 1-komedieshowet "The Breeze" og Channel 4-skisseshowet "The Smell of Reeves and Mortimer". Han spilte senere hovedrollen i sin egen sitcom, "The Peter Serafinowicz Show" (2001-2004), og har dukket opp i en rekke filmer, inkludert "Shaun of the Dead" (2004), "Hot Fuzz" (2007), "The World's End" (2013), og "Guardians of the Galaxy" (2014).
De siste årene har Serafinowicz blitt stadig mer kjent for sitt stemmeskuespill, etter å ha gitt stemmer til karakterer i "Star Wars:The Force Awakens" (2015), "Sing" (2016), "Moana" (2016) og "The Lego Batman Movie" (2017). Han har også hatt tilbakevendende roller i animasjonsseriene "Rick and Morty" (2013-nåtid) og "BoJack Horseman" (2014-2020).
I tillegg til skuespiller- og stemmeskuespillet, har Serafinowicz også regissert flere kortfilmer og musikkvideoer, og har skrevet for en rekke TV-serier og publikasjoner. Han er en hyppig gjest på BBC Radio 4 komediepanelshowet "The News Quiz", og har også vært vertskap for sin egen podcast, "The Peter Serafinowicz Show" (2012-2014).
Serafinowicz er gift med skuespillerinnen Sarah Alexander, som han har to barn med. Han er tilhenger av Arbeiderpartiet, og har vært en vokal kritiker av den konservative regjeringen.