Il ne reste presque aucune source qui permettrait d’éclairer la vie personnelle de Brueghel. Son année de naissance a été reconstituée d’après la date de sa mort, dans la fleur de l’âge. On suppose qu’il est né dans le village de Brueghel, dont il a conservé le nom. Il aurait ensuite été l’élève de Pieter Coecke van Aelst, avant de partir pour Rome, où il a travaillé auprès du miniaturiste Giulio Clovio. Il y a réalisé de nombreux dessins et des influences italiennes se retrouveront plus tard dans des toiles telles que La Chute d’Icare (1558). Ce tableau fait d’ailleurs partie de la série des Mois, qui dépeint des êtres humains soumis aux cycles naturels d’une nature contre laquelle il ne vaut pas mieux se rebeller.

Entre 1555 et 1563, établi à Anvers, il a travaillé comme dessinateur chez un éditeur. Il fréquentait alors des cercles intellectuels et humanistes, mais frayait également avec des paysans dont il aimait s’inviter à la noce, se faisant passer pour un cousin ou parent éloigné des mariés. Cela lui permettait d’observer les mœurs paysannes, leurs danses, leurs jeux, leurs façons de s’amuser. C’est de là que le peintre a tiré son inspiration pour ses nombreuses huiles ou aquarelles représentant la vie quotidienne du petit-peuple, souvent pris sur le vif, toujours profondément humanisé ; la place publique du village était le lieu de rendez-vous et de fêtes. À travers ces portraits, Brueghel exprimait également, contre les pouvoirs en place, une sympathie pour les paysans et la Réforme.

Son fils, Pieter Brueghel le Jeune, naquit en 1564 de son union avec Mayken Coecke, la fille de son maître. Quatre ans plus tard, alors que la situation politique de la Flandre se dégradait, son deuxième fils, Jan Brueghel l’Ancien, venait au monde. Ils devaient eux aussi connaître une brillante carrière artistique.
On raconte qu’avant sa mort, en 1569, Brueghel fit brûler par sa femme quelques dessins qu’il gardait encore dans des cartons, tant il craignait que les scènes qu’ils représentaient ne fussent choquantes et causent des problèmes à sa femme.

Tout au long de sa vie, Brueghel s’est profondément inspiré de l’œuvre de Jérôme Bosch, plus dévot, plus effrayant. La Chute des anges rebelles (1562) illustre parfaitement cette vue d’ensemble et chaotique d’une foule grouillante de créatures fantaisistes, se détachant sur un fond inexistant. Le style de Brueghel est malgré tout davantage satyrique et grotesque que celui de Bosch et lui a d’ailleurs valu le surnom de « Pierre le Drôle ».