Dobai Péter 1944. augusztus 12-én született Budapesten. Német édesapjával sohasem találkozott. Budapesten, a Józsefvárosban élő anyai nagyszülei nevelték. Hatéves korában édesanyja, Wlk Klára Anna bentlakásos kollégiumba (internátusba) íratta be.  
1963-ban érettségizett az Eötvös József Gimnázium matematika szakos osztályában. Érettségi után három évig a DETERT tengerjáró hajóin dolgozott hajósinasként, matrózként, végül hajókormányosi képesítéssel szerelt le. 1965 és 1970 között az ELTE Bölcsészettudományi Karán olasz nyelv és irodalom, valamint filozófia és általános nyelvészet szakon tanári diplomát szerzett. Imperatívus és illúzió. Kölcsönhatás Albert Camus művészete és filozófiája között című diplomamunkáját kitűnőre védte meg.
Az egyetemen Zsilka János professzor nyelvfilozófia, jelentéstani előadásai, szemináriumai hatására kezdte vizsgálni, hogy miként ragadható meg a nyelvben az emberi gondolkodás összfolyamata. Emellett nagyban hatott rá Pier Paolo Pasolini olasz filmrendező, akihez hasonlóan a költői-, az epikus- és filmnyelvet egyaránt gyakorolta.
Évfolyamtársa Bódy Gábor és Magyar Dezső rendező hívta meg a Balázs Béla Stúdióba (BBS), hogy színészként szerepeljen az Agitátorok (1969) című filmben, amit ellenzéki hangvétele, ötvenhatra és prágai tavaszra vonatkozó dialógusai miatt betiltottak. A Filmfőigazgatóság ugyanerre a sorsra ítélte a Dobai Péter által rendezett Archaikus torzó-t (1971), amelynek forgatókönyvírója is volt, az Együtthatók-at (1973), amelynek filmtekercseit részben ellopták a BBS raktárából és az önéletrajzi ihletésű Anyám-at (1975). Az indok általában mindig hasonló volt: a marxista esztétikával, a szocialista renddel vagy erkölccsel szemben kinyilvánított individualizmus. Magyar Dezső ugyancsak kritikus hangvételű történelmi parabolája, a Büntetőexpedíció (1970), melyben Dobai Péter szerepelt és forgatókönyvírója is volt különdíjat nyert Oberhausenben.
A nyelvészeti tanulmányaihoz, a BBS-nek írt forgatókönyveihez és a korai novellákhoz szorosan kapcsolódott a Kilovaglás egy őszi erődből (1973) című első verseskötete, amely pályakezdő költeményeinek gyűjteménye, és a 60-as 70-es évek művészeti, ideológiai áramlatainak tükre. Ekkortájt kezdte következetesen kialakítani viszonyulását az időhöz, az elmúláshoz (pl. A jelen töredékei), az Egy régi, hosszú, keleteurópai tangó egy régi keleteurópai étteremben című versben megelőlegezte a történelmi kérdések költészetté emelését.

„Az emlék a fegyverünk, amellyel szembenézhetünk a halállal – vallotta Dobai Péter egy interjúban. – Emlékek nélkül nem létezne jelen és jövő, s már életünkben halottak lennénk. A gondolkodás a gondolat megszületése pillanatában emlékezéssé válik, s így megkettőzi önmagát. Az emlék ezért fájdalom is egyben, hiszen megjelenik benne az idő múlása. Ugyanakkor az ember legnagyobb szerencséje, hogy nem felejti el a tegnapi napot, egy lány arcát, vagy egy barát arcát, aki már nincs velünk. Az emlékezés védelem."

Első novelláskötete a Játék a szobákkal (1976) főhősei általában önellentmondásba bonyolódó, tékozló értelmiségi férfiak voltak. Beszűkült életük, múltba révedésük, melankolikus természetük szembe fordítja őket a szocializmusban elvárt kisszerű, megalkuvó magatartásformákkal.
Ettől az életszemlélettől mind témájában, mind stílusában eltért a Hazám a városban című ciklus, amelyben Dobai Péter a számára legkedvesebb, prózáiban is gyakran leírt, budapesti köztereket dokumentálta fotográfus módjára, képcentrikus leírásokkal és bőséges kortörténeti információval.  
Személyes emlékei prózai tükörcserepeiből szerkesztette meg az 1964-Sziget (1977) című könyvet, amelyben saját naplóinak felhasználásával a szabadság metaforáiként mutatta be a tengereket, a kikötőket és Kubát.
Első regénye, a Csontmolnárok (1974) a XIX. századi emigráns forradalmár értelmiségiek törökországi arcképe, élükön az iszlám hitre áttért Bem tábornokkal. A forradalom bukását az emigránsok emlékeiből, monológjaiból, beszélgetéseiből körvonalazó cselekmény fő kérdése az: miért nem volt folytatható a forradalom és a szabadságharc?
Az 1859-ben játszódó Vadon (1982) című nagyregényben (amelynek második részét András Ferenc rendező megfilmesítette 1988-ban) Batiszy Kristóf százados egy új, speciális katonatípust képviselt, a szabadságharcosból lett hivatásos forradalmárt, a gerillát.
Dobai Péter a Csontmolnárok és a Vadon „folytatásaként" elképzelt Túlélő, majd Az utolsó őszi tutajokkal munkacímű regényben Vajda János életét írta volna meg 1848-49 és a Millennium között. A cselekménynek azonban csak a Makk Károlynak szánt forgatókönyv változata valósult meg. A regényírói munkát halogatta, mert közreműködött Huszárik Zoltán Csontváry és Bódy Gábor Psyché című filmjének megírásában. Vajda János alakja azonban sokszorosan visszatért költészetében (Az idő fájdalomból van; „Van fájdalom a gondolatban"; Castrum doloris, A fájdalom erődje), illetve a Párbaj tükörben címmel összegyűjtött novelláskötetben (Vajda János őszvégi csapásain, A vadász, Az utolsó őszi tutajokkal).
A Csontváry című film bemutatása után Dobai Péter folyamatosan kapott felkéréseket filmrendezőktől. Forgatókönyvíróként nemzetközi hírnevet szerzett magának azáltal, hogy Klaus Mann Mephisto című regényéből Oscar-díjjal elismert filmet írt Szabó István rendezőnek. Dobai Péter a Mephistóért 1981-ben Cannes-ban megkapta Az év legjobb forgatókönyve díjat, 1982-ben pedig Cinema Narrativa-díjjal ismerték el Agrigentóban. Ez további nemzetközi koprodukciós felkéréseket eredményezett (Der Verdacht: F. Dürrenmatt, 1985; Budavár visszavívása: A. D. 1686, 1986; Rembrandt van Rijn, 1992; Amrita Sher-Gil, 2001), a Szabó Istvánnal való közös munka folytatásaképpen pedig elkészült a Redl ezredes (1985) és a Hanussen (1988) című film. Megvalósulatlan forgatókönyvei közül a Sára Sándor rendezőnek írt Amrita Sher-Gil és az András Ferencnek szánt Magyar kereszt az MMA Kiadó gondozásában jelent meg.
Dobai Péter szépírói stílusjegyeinek, írástechnikai módszereinek, kiérlelt lírájának, történelemszemléletének összegzése A birodalom ezredese (1985) című nagyregény volt, amelynek alapcselekménye a Redl ezredes című film. Az újraírt karakter egy képzelt alak, akinek természete számos tekintetben eltér a valós történelmi Alfred Redltől. Ehelyett Dobai rossz közérzetű, társadalomból kiábrándult, a küzdelmet egyetlen lehetséges életformának tekintő férfi karaktereinek betetőzése.
A forgatókönyvírás gyakorlata, Pier Paolo Pasolini életműve és halála, a mozgókép lingvisztikus megközelítése úgyszintén visszatérő témája maradt Dobai Péternek. Az e témakörökben folyóiratokban korábban publikált munkáit az Angyali agresszió (2002) című kötetében válogatta csokorba.
A 2010-ben megjelent Latin lélegzet is tematikus kötet, Dobai Péter ezúttal Itáliához kapcsolódó verseit szerkesztette egybe. Ihletői a felesége, dr. Máté Mária római és firenzei utcákat, tereket, műemlékeket megörökítő fotói voltak.
Belvedere (2014) című kötetében új, erőteljes motívum az internátusban töltött gyermekkori évek és az édesanya szeretetének hiánya miatti számonkérés, a szembenézés az árván hagyottság tudatával.   
Utolsó megjelent könyve a Voltam élni (2017) című versválogatás az ifjan kitűzött életcélok és alkotói programok elvégzése utáni összegzés jegyében készült.
2016-ban Morsányi Bernadett írt róla monográfiát Egyedül szembejövet – Dobai Péter (és) művészete címmel, amely az L'Harmattan Kiadó gondozásában látott napvilágot. Bedecs László kismonográfiája 2024-ben jelent meg a Napkút Kiadónál Dobai Péterről.

Az alábbi felvételen Dobai Péter a forgatókönyvírói munkájáról és a film iránti elkötelezettségéről mesél.



Állami díjak és kitüntetések:
1976 - József Attila-díj
1990 - Balázs Béla-díj
2000 - Magyar Köztársaság Babérkoszorúja
2004 - Magyar Köztársasági Érdemrend lovagkeresztje
2014 - Kossuth-díj
2014 - Nemzet Művésze
 
Nem állami díjak és elismerések
1973 - Irodalmi Alap nívódíja
1975 - Magvető Könyvkiadó Nívódíja
1981 - Az év legjobb forgatókönyve (Cannes)
1982 - Cinema Narrativa-díj
1983 - Filmkritikusok díja
2001 - MAOE (Magyar Alkotók Országos Egyesülete) alkotói nagydíja
2001 - Ferencváros díszpolgára
2022 - Prima Primissima díj