Петър Стоянович е роден на 25 юни 1967 г. в София. Правнук е на Иван Стоянович-Аджелето, националреволюционер, съединист, създател на българските телекомуникации, журналист, народен представител, създател на първата българска телеграфна агенция, дипломат и царски съветник.

Дядо му д-р Петър Стоянович, завършил „Държавни науки“ в Германия, е тютюнев експерт, генерален директор на концерна „Реемсма“ – Хамбург, за Югоизточна Европа, съден от Народния съд. Баща му Иван Стоянович (1930–1999) е кинокритик, журналист и писател. Майка му Ана (Ани) Бакалова (род. 1940) е театрална и филмова актриса.

Завършва 6-о основно училище „Граф Игнатиев“ в София и Немската езикова гимназия в София (тогава 91 ЕСПУ „Карл Либкнехт“). Следва „Германистика“ в СУ „Климент Охридски“ (1988–1989), завършва „Обща история“ и „История на Източна и Югоизточна Европа“ във Виенския университет (1989–1995). Паралелно посещава семинари и лекции по германистика, теология и театрознание. Има научна степен „магистър по философия“ на Виенския университет (1995). Защитава с отличие докторска степен - „доктор по философия“ на Виенския университет (1998).

Парламентарен секретар на Министерството на външните работи (февруари 1998 - март 2000). Ръководи бюрото на Надежда Михайлова като заместник-председател на Европейската народна партия (1999–2003). Началник на Кабинета на министъра на външните работи Надежда Михайлова (март 2000 – юли 2001). Напуска МВнР с ранг „пълномощен министър“.

Международен секретар и член на Националния съвет на СДС (2001–2003), секретар на НИС на СДС (2002–2003). Заместник-председател на СДС – София (2002–2003). Като ръководител на предизборния щаб на кандидата за кмет на София напуска СДС и всички заемани от него длъжности в партията в знак на протест срещу отношението на партийното ръководство към кандидата Пламен Орешарски и провала на кампанията.

Политически (2003–2007) и международен секретар (2005–2007) на ПП „Движение Гергьовден“. Председател на ПП „Движение Гергьовден“ (април 2007 – септември 2010 г.). Напуска ПП „Движение Гергьовден“ през април 2011 г.
Носител на кръста на Националния орден за заслуги на Република Малта (2001).

Петър Стоянович има син и дъщеря.

Петър Стоянович е министър на културата в правителството на Пламен Орешарски от 29 май 2013 г.