Dobai Péter 1944. augusztus 12-én született Budapesten. 1965 és 1970 között az ELTE Bölcsészettudományi Karán olasz nyelv és irodalom, valamint filozófia és általános nyelvészet szakon tanári diplomát szerzett.
Aktívan részt vett a Balázs Béla Stúdió munkájában, szerepelt – a politikai okokból betiltott – Agitátorok és A Harmadik című alkotásokban. Ő írta a Magyar Dezső által rendezett Büntetőexpedíció forgatókönyvét, a film különdíjat nyert Oberhausenben, később a New York-i Museum of Modern Art (MoMA) is beválogatta gyűjteményébe. Forgatókönyvíróként és rendezőként jegyezte az 1971-es Archaikus torzót, amelyet arra hivatkozva tiltottak be, hogy egy individualista, antiszociális, kártékony ember portréját vázolja föl. Utolsó BBS-filmje, az Együtthatók kópiáinak egy része – vélhetőleg politikai okokból – eltűnt a filmgyár raktárából, az avantgárd művészbarátait is megörökítő alkotásból csak 39 percnyi maradt meg.
Nevéhez fűződik az 1982-ben Oscar-díjjal jutalmazott Mephisto című játékfilm forgatókönyve, és ő volt a Redl ezredes (1984) és a Hanussen (1988) társforgatókönyvírója is.
Dobai Péter több művészekről szóló életrajzi témájú film forgatókönyvét írta (Csontváry, 1979; a József Attiláról szóló Eszmélet 1987; Rembrandt van Rijn, 1993; Morfium – Csáth Géza életéről, 2005).
Kivételesen sokműfajú és termékeny szerző volt, költészete, prózái, regényei, esszéi és filmforgatókönyvei intellektuális, filozofikus létszemléletének alkotásai. Első verseskötete Kilovaglás egy őszi erődből címmel jelent meg 1973-ban. Dobai egyik főműve A birodalom ezredese (1985) című nagyregény volt, az író közreműködött Szabó István Redl ezredes című filmjének forgatókönyvének írásában is. Utolsó megjelent könyve a Voltam élni című versválogatás volt 2017-ben.
Számos alkalommal nyert ösztöndíjat, tehetett tanulmányutakat, 1973-tól két évet töltött Kubában. 1976-tól a Magyar Írószövetség tagja, 1975 és 1988 között választmányi tagja, 1977-től a Magyar Pen Club, 1979-től a Magyar Film- és Tv-művészek Szövetségének tagja, 1991-1994 között a Forgatókönyvírók Céhének elnöke volt. 1992 óta a Magyar Írók Egyesületének tagja, 1992-től a Magyar Művészeti Akadémia (MMA) társadalmi szervezet, 2011-től az MMA rendes tagja.
Művészeti munkásságának elismeréseként 1976-ban József Attila-díjjal, 1990-ben Balázs Béla-díjjal, 2000-ben a Magyar Köztársaság Babérkoszorú-díjával, a 2004-ben Magyar Köztársasági Érdemrend Lovagkeresztje kitüntetéssel jutalmazták. 2014-ben Kossuth-díjat vehetett át kimagasló színvonalú költői, regény- és forgatókönyvírói tevékenysége elismeréseként. 2014-ben a nemzet művésze lett, 2022-ben magyar irodalom kategóriában Prima Primissima díjat kapott; 2001 óta Ferencváros díszpolgára. 2016-ban jelent meg Morsányi Bernadett irodalomtörténész monográfiája, az Egyedül szembejövet – Dobai Péter (és) művészete címmel.
Dobai Pétert az MMA saját halottjának tekinti.
