Pyotr İlyiç Çaykovski 7 Mayıs 1840'ta o zamanlar Rusya İmparatorluğu'nun Vyatka eyaletinde bulunan günümüz Udmurtya'sında küçük bir maden şehri olan Votkinsk'te doğdu.
Ukrayna vatandaşı olan babası İlya Petroviç Çaykovski, çeşitli Rus şehirlerinde fabrika yöneticisi olarak çalışmış olan bir devlet maden mühendisiydi. Büyükbabasının adı Pyotr Fyodoroviç Çayka'dır (sonradan adını Çaykovski olarak değiştirmiştir), Çayka geleneksel bir Ukrayna soyadıdır. Pyotr Çayka 1745 yılında Ukrayna'da Poltava yakınlarında Nikolaevka'da doğmuştur. 1785 yılında soylular siciline kaydedilmiştir. Pyotr Çayka, Kiev'de ilahiyat fakültesinde okuduktan sonra Sankt Petersburg'da tıp eğitimi görmüş olan Fyodor Çayka (yak. 1695–1767) ile eşi Anna'nın (1717–?) ikinci çocuklarıdır.
Bestecinin annesi Aleksandra Andreyevna (kızlık soyadı d'Assier) kısmen Fransız asıllıydı ve İlya'nın üç eşinden ikincisiydi.
Pyotr, babasının ikinci evliliğinden olan altı çocuğunun ikincisiydi. Dört erkek kardeşi (Nikolay, İppolit, ve ikiz Anatoli ile Modest, sonuncusu oyun yazarı, libretto yazarı, ve çevirmendir), ve Aleksandra adlı bir kızkardeşi vardı. Babasının ilk evliliğinden Zinayda adlı bir üvey kızkardeşi de vardı.
1843 yılında Çaykovski'nin ebeveyni Fanny Dürbach adında bir Fransız mürebbiye tuttular. Fanny'nin çocuklara gösterdiği ilgi ve şefkatin bir yaşam öyküsü yazarı tarafından soğuk, mutsuz, uzak bir anne olarak tanımlanan Aleksandra'nın açığını kapadığı söylenir. Ancak diğer yazarlar Aleksandra'nın oğlunun üzerine titrediğini söylemektedir.
Çaykovski beş yaşında piyano dersi almaya başladı. Üç yıl içinde öğretmeni kadar yetkin bir şekilde müzik okuyabilecek kadar yetenekli bir öğrenciydi. Anne ve babası müziğe karşı olan yeteneğini çok destekliyordu. özel hoca tutmanın yanı sıra bir org almış ve piyano çalışması konusunda şevk vermişlerdi. Ancak ailesinin müzik yeteneği karşısındaki arzuları kısa zamanda köreldi. 1850 yılında aile Çaykovski'yi Sankt Petersburg'ta bulunan İmparatorluk Hukuk Okuluna göndermeye karar verdi. Bu okul daha çok küçük soylu ve seçkin tabakanın çocuklarına hitap ediyordu ve öğrencilerini devlet memuru kariyerine hazırlıyordu. Okula giriş yaşı 12 olduğu için Çaykovski evinden 1.300 km. uzakta okulun hazırlık sınıfında iki yıl geçirmek zorundaydı.[10] Bu iki yıl geçtikten sonra Çaykovski yedi yıllık öğrenim almak üzere İmparatorluk Hukuk Okuluna geçti.
14 yaşındayken çok bağlı olduğu annesini kaybetti ve bu daha sonra eserlerinde bile kendisini gösterecek olan depresif yanının gelişmesine katkıda bulundu. 19 yaşında eğitimini tamamlayarak devlet memuru oldu. 21 yaşındayken Sonradan Petersburg Konservatuvarı’na dönüşecek yeni bir müzik okuluna kaydoldu. 1865 yılında mezun oldu ve Moskova Konservatuvarı’nda müzik öğretmenliğine başladı. Bu kurumda çalıştığı 11 yıl boyunca birçok büyük eser yaratan Çaykovski, ilk defa Alınyazısı adlı senfonik şiirde kendi bestecilik üslubunu ortaya koydu: Tutku ve özlem dolu, küçük şarkıları yeğleyen bir üslup.
Eşcinsel eğiliminin dedikodulara yol açmasını önlemek için 1877’de konservatuvardan bir öğrencisi ile evlenen Çaykovski’nin bu evliliği çok başarısız olmuş ve intihar girişiminde bulunmasına yol açmıştır. Dokuz hafta sonra eşini ve Moskova’yı terk eden ancak boşanamayan besteci 1878’de varlıklı bir müziksever olan Nadezhda von Meck ile tanıştı. 11 çocuklu bu genç kadın Çaykovski'yi maddi olarak destekledi ancak ilişkileri sadece mektuplaşma yoluyla sürdü, von Meck'in isteğiyle birbirlerinin yüzünü görmediler. Aldığı maddi destek sayesinde Çaykovski öğretmenlikten ayrılıp kendisini bestelerine verdi. 1878 - 1885 yıllarını Avrupa-Rusya arasında gidip gelerek geçiren besteci, gittiği ülkelerde orkestralar yönetti. 1891’de ise [[Amerika Birleşik Devletler 'ye giderek kendi eserlerinden oluşan dinletiler gerçekleştirdi.
Çaykovski, 1875’de ilk kez seslendirilen 1. Piyano Konçertosu ve 1876’da sehnelenen Kuğu Gölü balesi ile büyük başarı kazanmıştı; en başarılı operası olan Eugene Onegin 'i 1879’da tamamladı; 1880'de 1812 Yılı Uvertürü 'nü yazdı;1881’de ilk kez seslendirilen Keman Konçertosu zamanla keman dağarcığının en gözde eserlerinden birisi oldu; 5. Senfoni 1888’deki ilk seslendirilişinden itibaren büyük başarı kazandı; 1889’da Uyuyan Güzel balesi sahnelendi; 1890’da yazdığı Maça Kızı, o yıl Çarlık Operaevi’nde sahnelendi. Sanatının doruğuna çıktığı sırada Nadezhda von Meck onu parasal olarak desteklemeyi ve mektuplaşmayı kesti. Ancak Çaykovski beste çalışmalarını sürdürdü ve 1892’de Rusya’da bir turne gezisine çıktı. Moskova yakınlarında bir ev alarak burada 6.Senfoni (Patetik)’yi besteledi, Fındıkkıran balesini yazmaya başladı. 1893’te kolera salgını sırasında kaynatılmamış bir bardak su içmesi sonucu yatağa düşerek Petersburg’da öldü. Çaykovski, 7 senfoni, 2 opera, üç bale, üçü piyano, biri keman olmak üzere dört konçerto, üç yaylı dördül, en ünlüsü Andante Cantabile (1. yaylı dördülün ağır bölümü) olan çeşitli oda müziği eserleri bestelemiştir.
