Né à Montbrison dans le Loire, il s'est intéressé très tôt à la musique et a commencé à étudier le piano à l'âge de cinq ans. Son père, originaire de Brest, était un passionné de jazz et l'exposa à cette musique dans son enfance. Il a ensuite étudié la composition à Paris avec René Leibowitz et Olivier Messiaen.
Pierre Boulez a été l'un des principaux promoteurs du mouvement de musique contemporaine appelé le "musical structuralisme" après World War II. Sa carrière a commencé en tant que chef d'orchestre, avec ses débuts à Lausanne en 1946 et à Paris au Théâtre des Champs-Élysées en 1947.
Il a été l'un des fondateurs de la série de concerts itinérants "Domaines musicaux" en 1958, qui était dédiée à la musique contemporaine et à la diffusion de la musique classique. Il a également été directeur musical du BBC Symphony Orchestra de 1971 à 1975.
En tant que compositeur, Pierre Boulez est surtout connu pour ses œuvres symphoniques telles que "Le Marteau sans maître" (1948-1955), "Structures Ia et IIb" (1952) et la troisième des trois symphonies "Psaumes" (1977). Son style est marqué par une complexité rythmique, une recherche de nouveaux sons et une utilisation de techniques électroniques.
En 1966, Pierre Boulez a fondé l'Ensemble Intercontemporain à Paris, dont il était le directeur musical jusqu'en 2007. Cet ensemble, spécialisé dans la musique contemporaine, a joué un rôle important dans la promotion de la musique du XXe siècle et du début du XXIe siècle.
En 1995, Pierre Boulez a reçu le Prix Polar Music à Stockholm, en Suède, récompense internationale pour les artistes du monde entier. Il était également membre de l'Académie française et de l'Institut de France.
Pierre Boulez est mort le 5 janvier 2016 à Baden-Baden en Allemagne, où il avait vécu depuis plusieurs années. Son influence sur la musique contemporaine continue d'être considérée comme importante et sa musique continue d'être interprétée par des orchestres de renommée mondiale.