Attualmente impegnato nella 12a incarnazione del Signore del Tempo della televisione Dr. Who, il ruolo per cui Peter è maggiormente famoso è il machiavellico manipolatore di immagine, Malcolm Tucker, nella satira politica andata in onda in TV, The Thick Of It.

Capaldi ha recitato in diversi film, programmi televisivi e produzioni teatrali. Tra i suoi film, ricordiamo: World War Z, In The Loop, Il Quinto Potere, Magicians, Soft Top Hard Shoulder, Le Relazioni Pericolose, La Tana Del Serpente Bianco e Local Hero. Tra i suoi principali ruoli televisivi, citiamo: The Thick Of It, The Hour, The Devil's Whore, Prime Suspect, Accused, The Suspicions Of Mr Whycher, Minder, Agatha Christie's Poirot, Crown Court, Skins, Peep Show, Torchwood: Childern Of Earth e molti altri.

Nel 2012, recita nell'adattamento per il teatro di Ladykillers nel West End e in numerose altre produzioni teatrali, incluse The Judas Kiss, Feelgood, Blood Brothers - Fratelli Di Sangue, John Paul George Ringo And Bert.

Vincitore del BAFTA nella categoria Miglior performance maschile in una commedia nel 2012 per The Thick Of It, Capaldi riceve due nomination per due BAFTA nell'edizione del 2013: Miglior performance maschile in una commedia (per The Thick Of It) e Miglior attore non protagonista (per The Hour). Vince il premio nella categoria Miglior attore comico ai British Comedy Awards nel 2010 e nel 2012.

Nel 1994, vince anche il BAFTA e l'Oscar per la sceneggiatura e la regia del suo cortometraggio Franz Kafka's It's A Wonderful Life. Dirige e recita in due stagioni della commedia ambientata in un ospedale e vincitrice di vari premi Getting On. È sceneggiatore e attore in Soft Top Hard Shoulder, vincitore del premio del pubblico al London Film Festival. Il suo documentario-parodia The Cricklewood Greats, da lui co-sceneggiato, diretto e presentato, riceve una nomination nella categoria Miglior programma comico nell'edizione 2012 dei BAFTA.