Fleming nasceu em San Jose, Califórnia, filha de Doris Elizabeth (née Deal) e Albert Eugene Fleming, jornalista de jornal e ex-fuzileiro naval dos EUA. Ela começou a patinar aos nove anos de idade quando seu pai levou Peggy e suas três irmãs patinando. Em 1961, quando Peggy tinha doze anos de idade, seu treinador William Kipp morreu no acidente do vôo 548 da Sabena junto com o resto da equipe de patinação artística dos Estados Unidos, quando estava a caminho do Campeonato Mundial de Patinagem Artística de 1961. Fleming foi posteriormente treinado por Carlo Fassi. Seu estilo incomum levou a cinco títulos americanos, três títulos mundiais e a medalha de ouro nos Jogos Olímpicos de 1968 em Grenoble, França.

A mãe de Peggy desempenhou um papel memorável na medalha olímpica de Grenoble da sua filha, pois escolheu uma cor para o fato de patinagem, chartreuse, cujo nome deriva do licor dessa cor produzido pelos vizinhos cartuxos no seu mosteiro fundador, que também dá o nome de “chartreuse” à região, inspirando assim talvez o apoio do público local francês ao desempenho virtualmente impecável de Peggy. Seu prêmio em Grenoble foi singularmente importante para os atletas americanos e para a nação como um todo, pois essa foi a única medalha de ouro que a equipe olímpica dos EUA ganhou nos Jogos Olímpicos de Inverno de 1968. Ela sinalizou um retorno ao domínio americano no esporte da patinação artística feminina, após a tragédia sem precedentes do acidente aéreo de Sabena de 1961.

Após tornar-se campeã olímpica, Fleming se profissionalizou, apresentou-se em programas de TV incluindo cinco especiais da NBC e fez uma turnê com muitos programas de patinação, como o Ice Capades. Durante a Guerra Fria, Fleming tinha filmado um programa de TV na URSS e patinado para o Concerto de Violino dos Amantes de Borboletas na China. Desde 1981, Fleming é comentarista de patinagem no ABC Sports. Em 1993, a Associated Press divulgou os resultados de um estudo esportivo nacional que classificou Fleming como a terceira atleta mais popular na América, atrás das colegas olímpicas Mary Lou Retton e Dorothy Hamill.

Peggy Fleming foi diagnosticada com câncer de mama em 1998. O câncer foi detectado em seus estágios iniciais, e a cirurgia foi bem sucedida. Ela se tornou uma ativista do câncer de mama que recomenda não procrastinar e defende a detecção precoce.

Fleming e seu marido, Greg Jenkins, possuíam e operavam Fleming Jenkins Vineyards & Winery in California. A vinícola produzia cerca de 2.000 caixas de vinho por ano com nomes como “Choreography” uma mistura ao estilo Bordeaux de Napa Valley e uma “Victories Rose” de San Francisco Bay Syrah. Os lucros do “Victories Rosé” foram para instituições de caridade que apoiaram a pesquisa contra o câncer de mama. A vinícola fechou em 2011.

Em 1988, uma boneca totalmente de porcelana Peggy Fleming foi feita por Franklin Mint Heirloom Porcelain Dolls.

Em 2007, Fleming apareceu no filme Blades of Glory como juiz.

Em 2010, Art of the Olympians produziu um documentário de 30 minutos. Ela também é uma artista com obras em exibição com a Arte dos Olimpíadas.

Durante um acidente de trânsito, Fleming se machucou e foi hospitalizada por um breve período após um acidente de trânsito, enquanto pedalava na comitiva do vice-presidente dos EUA Joe Biden nos Jogos Olímpicos de Inverno de 2010 em Vancouver.