Fleming syntyi San Josessa, Kaliforniassa, sanomalehden toimittajan ja entisen Yhdysvaltain merijalkaväen sotilaan Albert Eugene Flemingin ja Doris Elizabethin (ent. Deal) tyttärenä. Hän aloitti luistelun yhdeksänvuotiaana, kun hänen isänsä vei Peggyn ja hänen kolme siskoaan luistelemaan. Vuonna 1961, kun Peggy oli kaksitoistavuotias, hänen valmentajansa William Kipp kuoli Sabenan lennon 548 maahansyöksyssä yhdessä Yhdysvaltojen taitoluistelujoukkueen muiden jäsenten kanssa matkalla vuoden 1961 taitoluistelun maailmanmestaruuskilpailuihin. Flemingiä valmensi sen jälkeen Carlo Fassi. Hänen epätavallinen tyylinsä johti viiteen Yhdysvaltain mestaruuteen, kolmeen maailmanmestaruuteen ja kultamitaliin vuoden 1968 olympialaisissa Grenoblessa, Ranskassa.

Peggyn äidillä oli ikimuistoinen rooli tyttärensä Grenoblen olympiamitalissa, sillä hän valitsi luisteluasun väriksi chartreuse, joka on nimetty naapurikarttuslaisten perustamassaan luostarissa valmistaman tämänvärisen liköörin mukaan, joka myös antaa alueelle nimen ”chartreuse”, ja näin ehkä innoitti paikallisen ranskalaisyleisön tuen Peggyn lähes virheettömälle suoritukselle. Hänen Grenoblessa saamansa palkinto oli erityisen tärkeä amerikkalaisille urheilijoille ja koko kansakunnalle, sillä se oli ainoa kultamitali, jonka Yhdysvaltain olympiajoukkue voitti vuoden 1968 talviolympialaisissa. Se merkitsi paluuta amerikkalaisten hallitsevaan asemaan naisten taitoluistelussa vuoden 1961 Sabenan lento-onnettomuuden ennennäkemättömän tragedian jälkeen.

Olympiavoittajaksi tultuaan Fleming siirtyi ammattilaiseksi, esiintyi televisio-ohjelmissa, mukaan lukien viidessä NBC:n omassa erikoisohjelmassa, ja kiersi monien luistelusarjojen, kuten Ice Capadesin, mukana. Kylmän sodan aikana Fleming oli kuvannut tv-ohjelmaa Neuvostoliitossa ja luistellut Kiinassa Butterfly Loversin viulukonserton tahtiin. Vuodesta 1981 lähtien hän on toiminut ABC Sportsin luistelukommentaattorina. Vuonna 1993 Associated Press julkaisi kansallisen urheilututkimuksen tulokset, joiden mukaan Fleming oli Amerikan kolmanneksi suosituin urheilija olympiaurheilijoiden Mary Lou Rettonin ja Dorothy Hamillin jälkeen.

Peggy Flemingillä todettiin rintasyöpä vuonna 1998. Syöpä havaittiin alkuvaiheessa, ja leikkaus onnistui. Hänestä tuli rintasyöpäaktivisti, joka suosittelee olemaan vitkastelematta ja puolustaa varhaista toteamista.

Fleming ja hänen miehensä Greg Jenkins omistivat ja pyörittivät Fleming Jenkins Vineyards & -viinitarhaa Kaliforniassa. Viinitila tuotti lähes 2 000 laatikkoa viiniä vuodessa, jonka nimiä olivat ”Choreography” bordeaux-tyylinen sekoitus Napa Valleystä ja ”Victories Rose” San Francisco Bayn Syrah. Victories Rosé -viinistä saadut voitot menivät hyväntekeväisyysjärjestöille, jotka tukivat rintasyövän tutkimusta. Viinitila suljettiin vuonna 2011.

Franklin Mint Heirloom Porcelain Dolls valmisti vuonna 1988 Peggy Fleming -täysposliininuken.

Vuonna 2007 Fleming esiintyi elokuvassa Blades of Glory tuomarina.

Vuonna 2010 Art of the Olympians tuotti 30-minuuttisen dokumentin. Hän on myös taiteilija, jonka teoksia on esillä Art of the Olympians -tapahtumassa.

Fleming loukkaantui entisen olympiaurheilijan Vonetta Flowersin kanssa ja joutui hetkeksi sairaalaan liikenneonnettomuuden jälkeen ajaessaan Yhdysvaltain varapresidentti Joe Bidenin autosaattueessa Vancouverin talviolympialaisissa 2010.