Петър Курумбашев завършва Софийската математическа гимназия и притежава магистърска степен по "Компютърни науки" Техническия университет в София.

Стартира професионалната си кариера като репортер, редактор и продуцент. Един от създателите е на популярното публицистично-хумористично студентско предаване "Ку-ку" в началото на 90-те. През 1995-1996 г. работи като главен редактор в Нова телевизия и отговаря за връзките с обществеността и развлекателните програми. На 28-годишна възраст Курумбашев става главен мениджър на държавната Българска национална телевизия.

Бил е общински съветник в Столична община от групата на БСП, без да е член на партията.

Народен представител от "Коалиция за България" в 41 и 42 Народно събрание. Става председател на Комисията по околната среда и водите. Напуска парламента през май 2014, за да се отдаде на кампанията за Евроизбори 2014.

На изборите за Европейски парламент през 2014 г. участва на четвърто място в листата на Коалиция за България, но не е избран, поради това че листата печели само четири места, а Курумбашев е изместен от четвъртото място поради преференциално гласуване за Момчил Неков. През януари 2017 година с решение на Централната избирателна комисия става депутат в Европейския парламент, като заема мястото на избраната за вицепрезидент Илияна Йотова.