Über Heinleins Leben ist nur wenig bekannt. Er lebte von 1485 bis 1542.
Auf die geschätzten Geburtsjahre ist man gekommen, da belegt ist, dass er 1509 seine Meister-Prüfung im Schlosserhandwerk abgelegt hat. Da man solche Prüfungen im Alter von 24 bis 30 Jahren machte, ergibt sich der Geburtszeitraum.
Henlein wurde in eine Familie hineingeboren die über Generationen hinweg Erfahrung in der Mettalverarbeitung besaß. Seine Eltern hießen wahrscheinlich Hans und Babara Henlein. Sein Vater war vermutlich Messerschmied.
Sicher ist, dass Peter Henlein Uhren herstellte und Uhren reparierte. Mechanische Uhren waren damals etwas ziemlich Neues.
1510 erfand Peter Henlein die ersten tragbaren Uhren. Zuerst baute er sie so, dass sie aussahen wie eine Dose. Danach konstruierte er sie so, dass sie aussahen wie ein Ei. Daher der Name das Nürnberger Ei.
Anders als Turm- oder Wanduhren benötigten Henleins Uhren keine Pendel oder Gewichte. Sie mussten nicht hängen sondern gingen in jeder Lage, das heißt, dass man sie mitnehmen konnte.
Belegt ist auch, dass er sich mit Turmuhren beschäftigte. Aus den Nürnberger Stadtakten geht hervor, das ihn der Rat immer wieder mit dem Bau, der Reparatur oder der Begutachtung von Großuhren beauftragte. In einem Fall berichten die Stadtakten sogar von einem Uhrwerk in einem vergoldeten Bisamapfel.
Peter Henlein muss ein ungeduldiger, hitzköpfiger Mensch gewesen sein. Bei einer Schlägerei 1504 tötete er einen Mann und musste flüchten. Da nicht herausgefunden werden konnte, wer den tödlichen Schlag ausgeführt hatte konnte die Sache mit dem Eiverständnis der Opfer Familie beigelegt werden und Henlein konnte nach Nürnberg zurückkehren.
Zwischen dem 14. April und dem 24. September 1542 starb Peter Henlein in seiner Heimatstadt. Er wurde auf dem Johannis-Friedhof begraben.