A délkelet-lengyelországi Debicában látta meg a napvilágot, apja jogász és lelkes amatőr hegedűs volt, aki korán megismertette gyermekét hangszerével. Kisgyermekként zongoraleckéket is vett, de arra készült, hogy nagyapja nyomdokába lépve festő lesz. Érettségi után egyidejűleg kezdett filozófiai, művészettörténeti és irodalomtörténeti tanulmányokat, végül a krakkói zeneművészeti főiskolán zeneszerzésből diplomázott. Két évvel később, 1959-ben egy zenei verseny legértékesebb díjait az ő különböző álnevek alatt írt három műve nyerte el, s már fiatalon a zenei avantgárd egyik vezére lett.
Korai műveibe, amelyek Webern, Boulez és Sztravinszkij hatását tükrözik, különleges hangzásokat (zörejeket, zajokat) is belekomponált. A nemzetközi ismertséget a hirosimai atomtámadás áldozatainak emléket állító Gyászének hozta meg számára 1959-ben. Az 1960-ban komponált Anaklasis című művét a münsteri katedrális megépítésének kétszázadik évfordulója alkalmából született Lukács-passió (1963–1966) követte, utóbbi nemcsak újszerűsége, hanem a kommunista országban szokatlan vallásos témaválasztása miatt is feltűnést keltett. Az oratóriumban a kísérletezés mellett barokkos formákat és hagyományos harmóniákat is alkalmazott, egyik alapmotívuma a B-A-C-H hangsor volt. 1967-ben írta Dies Irae (Auschwitz oratórium) című kórusművét.
1974-ben született a vallásos tárgyú Magnificat, II. János Pál pápának ajánlotta Te Deumját, majd később Benedictus című művét is. 2001-ben komponálta Concerto grossója a zenetörténet első három csellóra írt versenyműve. Több operát írt (A louduni ördögök, Az elveszett paradicsom, A fekete álarc, Übü király). A háromezer éves Jeruzsálem „születésnapjára” írt Jeruzsálem hét kapuja című monumentális kórusszimfóniájához egy tubafonnak nevezett hangszert is feltalált. Ezt a művét sokan Mahler híres, Ezrek szimfóniája néven ismert monumentális VIII. szimfóniájához hasonlítják, ő maga ezzel nem értett egyet. Korea című szimfóniája a távol-keleti ország japán uralom alóli felszabadulásának 50. évfordulójára, a Lengyel Rekviem a Szolidaritás felkérésére, az 1970-es gdanski sortűz áldozatainak emlékére született.
Míg az 1960-as években felforgatta a zenei világot rendhagyó hangközeivel, hangfürtjeivel, szokatlan módon alkalmazott hangszerek korábban ismeretlen hangzásaival, a hetvenes évek közepétől eltávolodott a formabontó technikáktól, egyre hagyományosabb, a széles közönség által is befogadható darabokat írt. 1973 és 2008 között nyolc szimfóniát komponált, az 1980-as II. (Karácsony-) szimfóniájától kezdve a romantikus hagyományt is vállalta. 2005-ben befejezett VIII. szimfóniáját három évvel később kibővítette, az így született dalciklus német költők verseire íródott.
Zenéje hallható egyebek között a Stephen King regényéből készült, hátborzongató Ragyogásban, az Ördögűző című horrorfilmben, David Lynch Veszett a világ és Inland Empire című alkotásaiban, Andrzej Wajda a katyni mészárlásról szóló történelmi drámájában, Martin Scorsese Viharszigetében és a Twin Peaks tévésorozat 2017-es új évadában. Közös albumot adott ki Jonny Greenwooddal, a Radiohead brit együttes egykori tagjával.
Penderecki 1972 óta vezényelt is, ha tehette, saját darabjait is ő dirigálta, mert úgy vélte: nem lehet hiteles zeneszerző, aki nem tudja beleképzelni magát az előadó helyzetébe.
Művészete elismeréseként a többi közt megkapta a Herder-díjat (1977), a Wolf-díjat (1987), a cannes-i MIDEM zenei fesztiválon életműve elismeréseként 2000-ben a legjobb élő zeneszerző címet, az Asztúria hercege díjat (2001), az Európai Egyházzenei Díjat (2003), a japán Praemium Imperiale császári díjat (2004), többszörös Grammy- és International Classical Music Awards klasszikus zenei díjas volt. A világ számos egyetemén tanított, több egyetem és akadémia tiszteletbeli doktora és tagja lett.
Élete fő művének a dél-lengyelországi Tarnów melletti Lusławicében 2013-ban megnyílt, a nevét viselő európai zenei központot nevezte. A meggyőződéses környezetbarát zeneszerző-karmester azt vallotta: „a művész nem igazodhat a tömegízléshez, mert az a végét jelentené. Az embernek azt kell tennie, amiben hisz.” Muzsikája vezérfonalának az életet és a halált tartotta, mert szerinte mindössze ez a két kérdés fontos, s úgy vélte: a zene értelme az, hogy örömet adjon az embereknek.
Utazásai kivételével szinte mindennap komponált, több mint 120 művet jegyzett. Több kompozícióját kortárs muzsikus számára dedikálta: I. hegedűversenyét Isaac Stern mutatta be, fuvolaversenyét Jean-Pierre Rampalnak, II. hegedűversenyét Anne-Sophie Mutternek, egyik gordonkaversenyét Msztyiszlav Rosztropovicsnak ajánlotta, Trombitaversenyt írt Boldoczki Gábor számára. 2014-ben magyar kórus is énekelt az Oratórium a békéért című műve brüsszeli bemutatóján. Többször járt Magyarországon, utoljára 2016-ban saját műveit vezényelte Budapesten, a CAFe Budapest Kortárs Művészeti Fesztivál egyik díszvendégeként.
Krzysztof Penderecki 2020. március 29-én halt meg hosszú betegséget követően. Hamvai Lengyelország legnagyobb írói és tudósai nyughelyén, a krakkói Szent Péter és Pál-templomban lévő Nemzeti Pantheonban nyugszanak, alma materét, a krakkói zeneakadémiát róla nevezték el. Az Eufóniák című közép- és kelet-európai zenei fesztivál zárókoncertjén, idén november 25-én Varsóban Nagy Zsolt vezényli Penderecki Utrenja című monumentális, kórusra és zenekarra írt liturgikus művét.
A nyitóképen Krzysztof Penderecki a 21. pekingi újévi koncerten 2016. december 31-én. Fotó: Jin Liangkuai / Xinhua via AFP