Ο Τσαϊκόφσκι γεννήθηκε το 1840 στο Βότκινσκ, μια μικρή πόλη στη σημερινή Δημοκρατία των Ουντμούρτ. Ο πατέρας του, Ίλια Πέτροβιτς Τσαϊκόφσκι, ήταν κυβερνητικός μηχανικός ορυχείων ουκρανικής εθνικότητας, ο οποίος δούλευε ως διευθυντής εργοστασίων σε διάφορες ρωσικές πόλεις. Η μητέρα του συνθέτη, Αλεξάνδρα Αντρέγιεβνα Ντ' Ασιέ, είχε εν μέρει γαλλική καταγωγή και ήταν η δεύτερη από τις τρεις συζύγους του Ίλια.
Ο Πιοτρ ήταν το δεύτερο μεγαλύτερο από τα έξι παιδιά από τον δεύτερο γάμο του πατέρα του. Το 1843, οι γονείς του Τσαϊκόφσκι προσέλαβαν μια Γαλλίδα γκουβερνάντα, τη Φανί Ντουρμπάχ. Η αγάπη και η τρυφερότητά της προς τα παιδιά λέγεται πως ερχόταν σε αντίθεση με την μητέρα Αλεξάνδρα. Παρ’ όλ' αυτά, άλλοι συγγραφείς υποστηρίζουν πως η Αλεξάνδρα λάτρευε τον γιο της.
Ο Τσαϊκόφσκι ξεκίνησε μαθήματα πιάνου στην ηλικία των πέντε ετών. Μπορούσε να διαβάζει μουσική τόσο καλά όσο και ο δάσκαλός του μέσα σε τρία χρόνια. Ωστόσο, ο ενθουσιασμός των γονιών του για το μουσικό ταλέντο του σύντομα υποχώρησε. Το 1850, η οικογένεια αποφάσισε να στείλει τον Τσαϊκόφσκι στην Αυτοκρατορική Νομική Σχολή στην Αγία Πετρούπολη.
Στις 25 Ιουνίου 1854, ο Τσαϊκόφσκι υπέστη το σοκ του πρόωρου θανάτου της μητέρας του Αλεξάνδρας, από χολέρα. Αν και απόλαυσε πολλές επιτυχίες, δεν ήταν ποτέ συναισθηματικά ασφαλής και η ζωή του ήταν γεμάτη με προσωπικές κρίσεις και περιόδους κατάθλιψης. Παράγοντες που συντέλεσαν σε αυτό ήταν η καταπιεσμένη του ομοφυλοφιλία και ο φόβος της διαπόμπευσης, ο καταστροφικός του γάμος και η ξαφνική κατάρρευση της μοναδικής μεγάλης διάρκειας σχέσης στην ενήλικη ζωή του, της δεκατριάχρονης σχέσης του με την πλούσια χήρα Ναντέζντα Φον Μεκ. Ο ξαφνικός του θάνατος σε ηλικία 53 ετών αποδίδεται γενικά σε χολέρα, κάποιοι όμως τον αποδίδουν σε αυτοκτονία.
